TECNOLOGIA FARMACÊUTICA Processos Biotecnológicos Denise E. Moritz

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Tecnologia Farmacutica

Tecnologia FarmacuticaProcessos Biotecnolgicos

Denise E. MoritzContedo Programtico Unidade IProcessos Fermentativos (alimentos e bebidas). 1. Introduo; Biotecnologia clssica e atual. Importncia dos processos fermentativos; Conceitos Gerais (Fermentao x Respirao (oxidao); Micro-organismos industriais; Tipos de Micro-organismos; Metabolismo e nutrio microbiana; Crescimento microbiano. Fermentadores e Principais Tipos de Produo; Tcnicas de Separao e Recuperao de produtos (Downstream); Legislao dos Processos Fermentativos. Produo de Aditivo Alimentar atravs de processo biotecnolgico (batelada simples). Alimentos Funcionais. ObjetivosObjetivos especficos: Conhecer a importncia do papel biotecnolgico dos Micro-organismos como produtores e interferentes nas transformaes qumicas dos alimentos. Conhecer os principais equipamentos utilizados nos processos biotecnolgicos e sua aplicabilidade desde a produo at a recuperao do produto final. Ter noes das etapas metablicas e transformaes qumicas ocorridas nos processos fermentativos. Conhecer os tipos de cinticas do crescimento da clula, consumo de substrato, formao de produto em diferentes modelos de fermentadores Preparar o aluno para executar, conduzir e interferir desde o projeto at o produto final desejado. DefinioConceito mais abrangente: toda as tcnicas que incluem o desenvolvimento e a aplicao de organismos biolgicos na produo de bens e servios (Salles Filho et al., 1985)

Biotecnologia: um conjunto de tcnicas de natureza variada que envolve uma base cientfica comum, de origem biolgica, e que requer crescentemente o aporte de conhecimento cientfico e tecnolgico, oriundos de outros campos do conhecimento (Silveira&Salles Filho,1990)

4Caractersticas da BiotecnologiaMultidisciplinaridade: biologia, qumica, informtica, gentica, botnica, farmacologia e etc...Disperso: aplicao em diversos setoresDiferentes nveis de sofisticao tecnolgica : Biotecnologia Clssica ou Tradicional e Biotecnologia Moderna

5Biotecnologia Tradicional

7Biotecnologia Moderna

8Segmentos de Mercado

9As maiores empresas de biotecnologia do mundo - 20009 das 10 maiores empresas de biotecnologia do mundo so fabricantes de medicamentos

10Principais empresas de sementes - 2000

11Empresas de Biotecnologia no BrasilDistribuio das empresas por estados304 empresas, segundo estudo da Fundao Biominas. 81% na Regio Centro-Sul

12Empresas de Biotecnologia no BrasilDistribuio das empresas por segmentos de mercado

13As Instituies-Chave de Biotecnologia no Brasilrea da Sade: Inst. Butant, Fund. Osvaldo Cruz, Instituto de Tecnologia do Paran, Instituto Ludwig, Unicamp, USP.Agricultura: Embrapa, IAC, Esalq, UFV.14Empresas

15Cont.

16

Empresas de Biotecnologia Tradicional - Industria QumicaMercoctrico : Empresa multinacional, produz cido ctrico (processo fermentativo), no desenvolve atividades de inovao no Brasil. Cgnis:Multinacional do setor Qumica Fina, produz insumos para industria farmacutica e de cosmticos. Desenvolve pesquisas em parcerias com universidades.Croda: Multinacional do Setor Qumica Fina. Produz leos para a industria farmacutica e de cosmticos. Criou a Crodamazon, empresa de bioprospeco situada na Amaznia.

Empresas em Biotecnologia ModernaRD Biotec: Empresa criada em maio de 2002 e instalada na Escola de Medicina da USP de Ribeiro PretoObjetivo: produzir em escala industrial uma vacina de DNA contra tuberculose e cncer , resultado de 10 anos de pesquisas na mesma universidade. Inovao: Tecnologia do DNA recombinante, associada com nanotecnologia nova formulao de vacina, que poder ser aplicada em dose nica e no mais em trs, como a verso anterior. Fase atual: fase de experimentao em seres humanosnica proposta de vacina gnica contra tuberculose selecionada pela OMSEmpresas de Biotecnologia ModernaAlellyx: empresa de pesquisa e desenvolvimento de produtos de biotecnologia, que conta com o apoio da Votorantim Venturesobjetivo: gerao e comercializao de patentes na rea de genmica aplicada.A empresa pretende investigar problemas que afetam as culturas de laranja, uva, cana-de-aucar, eucalipto e soja.

Fermentao & Oxidao

Conceito de Fermentao Um processo em que transformaes qumicas so realizadas em um substrato orgnico pela ao de enzimas produzidas por micro-organismos.

Conceito discutido por Prescott e Dunn, e Doelle em suas obras. Processo FermentativoBioquimicamente esse processo metablico se da com a parcial oxidao de carboidratos e compostos relacionados para a produo de compostos orgnicos mais reduzidos. Como ocorre somente parte do processo de oxidao h um menor gasto de energia na atividade.

Fermentao & OxidaoMetabolismo OXIDATIVO & fermentativo

OxidativoFermentativoCitoplasmaMitocndriaBalano energtico

Glicose - Piruvato

Piruvato - EtanolOxidativoFermentativo

Piruvato - Lactato

FermentativoQuadro de Comparao da Fermentao Alcolica com a Ltica Fonte: http://www.netxplica.com/Verifica/figuras/fermentacao.alcoolica.png

MitocndriaO NAD+ e FAD+ recolhem eltrons libertados no catabolismo;Catabolismo oxidativo substratos perdem H+;Anabolismo redutivo - o NADPH e FADH fornecem eltrons para os processos anablicos.Reaes de oxi-reduo no Metabolismo3030

Fermentao

Tanque de fermentao alcolica de vinhoFonte: http://4.bp.blogspot.com/_MGiZcWxFpoc/SJ3xU2RBd5I/AAAAAAAAHjg/Xbd4C15AsWk/s400/Potenciar_T_361.jpgTanques de fermentao ltica chineses para a produo de Iorgute.Fonte: http://stainlesssteeltanks.en.china.cn/selling-leads/detail,1071423200,Fermentation-Tanks.html

As Bactrias AcidolticasAs bactrias acidolticas so utilizadas nos processos industriais de fermentao e conservao de produtos agro-alimentares. A fermentao lctica uma das formas mais antigas de conservao de produtos oriundos da agricultura ou da indstria agro-alimentar.

Lactobacillus acidophilusFonte: http://www.icb.ufmg.br/biq/prodap/2001/baclact/probiotics6.jpg As Bactrias AcidolticasAtualmente este grupo composto pelos 12 gneros de bactrias Gram-positivas:

Carnobacterium OenococcusEnterococcus PediococcusLactococcus StreptococcusLactobacillus TetragenococcusLactosphaera VagococcusLeuconostoc Weissella

Carnobacterium Fonte: http://www.microbiologyatlas.kvl.dk/biologi/images/kolonier/carnobacterium.jpgAs Bactrias AcidolticasAs necessidades de crescimento dessas bactrias incluem a presena de aminocidos, vitaminas B e bases pricas e pirimdicas. Embora elas sejam mesoflicas, algumas deles podem crescer em temperaturas abaixo de 5C e acima de 45C. Com relao ao pH, a maioria cresce em uma faixa de 4,0 a 4,5, mas algumas podem crescer abaixo de 3,2 e outras acima de 9,6.A fermentao e as bactrias lticasA principal funo das bactrias na fermentao dos alimentos a acidificao destes produtos em um pH prximo de quatro, que impede o desenvolvimento de bactrias indesejveis pela produo de cidos orgnicos, majoritariamente cidos lticos, permitindo um maior tempo de fermentao dos produtos.

Lactococcus lactisFonte: http://www.microbiologyatlas.kvl.dk/biologi/images/kolonier/lactolactis.jpgA fermentao e as bactrias lticas

Outro papel desenvolver as propriedades organolpticas dos alimentos fermentados. Por meio da produo de um grande nmero de enzimas glicolticas, lipolticas e proteolticas, as bactrias transformam os nutrientes fundamentais dos produtos agrcolas em compostos com propriedades organolpticas complexas.

StreptococcusFonte: http://lib.jiangnan.edu.cn/ASM/085-1.jpgProdutos fermentados Relacionando produtos resultantes da fermentao, podemos colocar em primeiro lugar com produtos lcteos (iogurte, queijos, manteiga, creme), mas tambm com carnes, frios, ch, sidra, e vinho (fermentao malolctica).

LactoderivadosOs laticnios, tambm denominados produtos lcteos, so o grupo de alimentos que inclui o leite, assim como os seus derivados processados (geralmente fermentados).

39Fermentao MalolticaO processo para a produo do vinho envolve a fermentao alcolica para a quebra dos aucares feita por certos tipos de leveduras. Terminada (ou no) a fermentao alcolica, os vinhos so passados a limpo para as cubas de armazenamento onde ocorre fermentao maloltica. Esta segunda fermentao consiste na transformao do cido mlico em cido ltico por ao de bactrias lcticas adicionadas ao vinho, limitando a acidez fixa correspondente metade da acidez do cido mlico. Em suma, uma parte da acidez do vinho transforma-se em cido carbnico voltil, o qual se desprende e desaparece.

Fermentao MalolticaA fermentao malolctica provoca um ligeiro aumento de acidez voltil da ordem 0.1 a 0.2 gramas. Isso consequncia do ataque dos resduos de acar e do cido ctrico pelas bactrias lticas, especialmente os "cocos", que se realiza ao mesmo tempo do ataque do cido mlico ou que o segue de perto. Por causa desta instabilidade, no e aconselhvel empregar o cido ctrico em vinificao.

Tanque de fermentao malolticaFonte: http://www.az3oeno.com/noticias/fotos/28_malopost.jpg

1.Sade Humana:

Diagnsticos, frmacos, fitofrmacos, vacinas, soros, biodiversidade

2.Sade Humana, Animal e Vegetal:

Identificao gentica, Anlise de transgnicos

3.Sade Animal:

Veterinria, reproduo animal, pet, vacinas, probiticos, aquacultura

4.Agronegcio:

Melhoramento de plantas, transgenicos, produtos florestais, pla