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Na produção de biopolímeros (gelano) Básico

Publicado em 18/11/2005 

Biossíntese da goma comercial gelano

Um grande número de bactérias gram-negativas é capaz de sintetizar e excretar para o meio circundante polissacáridos extracelulares, como é o caso do gelano, sintetizado pela estirpe industrial Sphingomonas elodea ATCC 31461 Os polissacáridos extracelulares (também designados por exopolissacáridos; EPS) podem estar ligados à parede celular, na forma de cápsulas, ou dispersos no meio sob a forma de muco, sendo utilizados por muitas bactérias para colonizar superfícies e para mediar associações específicas com outras bactérias ou tecidos. Desempenham um papel muito importante na aderência das bactérias às superfícies que colonizam, uma vez que contribuem para o desenvolvimento de biofilmes aderentes (consultar o tópico formação de Biofilmes e envolvimento em infecções humanas).

Uma função biológica importante destes polissacáridos é a de protecção da célula contra agressões ambientais, tais como a desidratação e o ataque de bacteriófagos ou anticorpos. Em muitas bactérias produtoras de EPS, patogénicas para plantas e animais, parece existir uma correlação entre a virulência e a síntese de EPS, constatando-se uma diminuição da virulência quando a síntese do polímero está ausente (consultar o tópico Envolvimento em infecções respiratórias oportunistas - o exopolissacárido Cepaciano).

Do ponto de vista da sua aplicação, os EPS constituem uma importante classe de polímeros com elevado interesse biotecnológico e com inúmeras vantagens face aos polímeros tradicionais extraídos de plantas e macroalgas. Apresentam uma enorme diversidade quanto à composição química e propriedades físicas, conducentes a propriedades únicas como agentes espessantes, estabilizantes, emulsificantes e gelificantes.Têm ainda a vantagem de por recurso de forma controlada à manipulação genética e ambiental e às suas vias de síntese, dar origem a polímeros modificados, os quais poderão conduzir a novas e vantajosas aplicações no domínio da indústria alimentar e farmacêutica.

O gelano é um  exopolissacárido sintetizado com elevado rendimento por Sphingomonas elodea ATCC 31461. Este polissacárido pertence à família dos esfinganos na qual estão incluídos dez exopolissacáridos estruturalmente aparentados produzidos por estirpes do género Sphingomonas. Na sua forma nativa, o gelano é um heteropolissacárido aniónico constituído por uma unidade tetrassacarídica repetitiva composta por 2 moléculas de D-glucose, uma de L-ramnose e uma de ácido D-glucurónico, parcialmente esterificada, possuindo um grupo de L-glicerato (1 mol por unidade tetrassacarídica repetitiva) e um grupo O-acetato (0,5 mol por unidade tetrassacarídica) (figura 1) (Fialho et al.,1999Link externo).

Gelano 1

Fig. 1 – Unidade tetrassacarídica repetitiva do EPS gelano, produzido por Sphingomonas elodea ATCC31461.

Quando inoculada num meio de cultura liquido apropriado a bactéria Sphingomonas elodea produz, com elevado rendimento, o exopolissacárido gelano (12-15 g/l) (A,B). A síntese de gelano acompanha o crescimento celular, atingindo o seu máximo na fase estacionária (B). Após conclusão deste processo, o meio de cultura atinge viscosidade elevadíssima conducente à formação de um gel (C). Depois da precipitação e lavagem com etanol (D), o polímero é liofilizado apresentando então o aspecto observado em E. Por fim é possível levar a cabo a preparação de um  gel de gelano, (2g/L), o qual se apresenta translúcido (F).

Gelano 2

Fig. 2 – Os vários passos conducentes à produção em laboratório da goma bacteriana gelano.

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