RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS PARA PRODUÇÃO BIOTECNOLÓGICA DE GOMA XANTANA
DOI:
https://doi.org/10.5902/223611707165Parole chiave:
Goma Xantana, Resíduos, Impactos Ambientais.Abstract
http://dx.doi.org/10.5902/223611707165
Os resíduos gerados nos processos agroindustriais representam perdas econômicas no processo produtivo e, se não receberem destinação adequada, poderão proporcionar problemas ambientais, colocando em evidência a necessidade da instalação de sistemas de produção sustentáveis. Neste sentido, a otimização dos processos biotecnológicos para a produção de goma xantana a partir de resíduos agroindustriais tornam mais viáveis sua produção. A goma xantana é um heteropolissacarídeo microbiano extracelular usada como agente de controle reológico em sistemas aquosos e estabilizantes em emulsões e suspensões. Devido a essas propriedades é largamente utilizada em uma ampla gama de indústrias, tais como de alimentos, farmacêutica, de higiene, cosméticos, petrolífera, entre outras. Este artigo teve como objetivo realizar uma revisão sobre a utilização da biomassa residual na produção de goma xantana, um levantamento dos principais avanços para minimizar custos de produção do biopolímero, bem como, uma revisão da aplicabilidade da goma. A utilização de substratos alternativos poderia auxiliar a produção de goma xantana no país, ajudando a eliminar os problemas ambientais como descarte de efluentes, permitindo a valorização econômica destes resíduos, além do que, o Brasil poderia suprir sua própria demanda de goma xantana com maior competitividade no preço final.
Downloads
Riferimenti bibliografici
ACHAYUTHAKAN, P.; SUPHANTHARIKA, M. Pasting and rheological properties of waxy corn starch as affected by guar gum and xanthan gum. Carbohydrate Polymers. n 71, p. 9 - 17, 2008
ALICE. Sistema de Análise das Informações de Comércio Exterior, 2010
BECKER, A.; KATZEN, F.; PÜHLER, A.; IELPI, L. Xanthan gum biosynthesis and application: a biochemical/genetic perspective. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 50, p. 145-152, 1998.
BORGES, C. D.; VENDRUSCOLO, C. T.; MARTINS, A. L.; LOMBA, R. F. T. Comportamento Reológico de Xantana Produzida por Xanthomonas arboricola pv pruni para Aplicação em Fluido de Perfuração de Poços
de Petróleo. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 19, n. 2, p. 160-165, 2009
BORN, K.; LANGENDORFF, V.; BOULENGUER, P. Xanthan. In: STEINBÜCHEL, A.; VANDAMME, E. J.; DE BAETS, S. Biopolymers. v. 5. Weinheim: Weley-VCH. p. 259-291, 2002
BRANDÃO, L. V. ; NERY, T. B. R. ; DRUZIAN, J. I. Produção de polissacarídeo tipo goma xantana por Xanthomonas em meio fermentativo com glicerol ou glicerina. BR n. PI 0705950-7, 19 jul. 2007, 10 de mar. 2009.
BRANDÃO, L. V.; ESPERIDIÃO, M. C. A.; DRUZIAN, J. I. Utilização do soro de mandioca como substrato fermentativo para a biosíntese de goma xantana: viscosidade aparente e produção. Polímeros (São Carlos. Impresso), v. 20, p. 175-180, 2010.
BRANDÃO, L. V.; NERY, T. B. R.; MACHADO, B. A. S.; ESPERIDIÃO, M. C. A.; DRUZIAN, J. I. Produção de goma xantana obtida a partir do caldo de cana. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 28(Supl.): p. 217- 222, 2008.
BRASIL. Decreto nº 50040, de 24 de janeiro de 1961. Dispõe sobre Normas Técnicas Especiais Reguladoras do Emprego de Aditivos Químicos a Alimentos. D.O.U. - Diário Oficial da União; Poder Executivo, de 28 de janeiro de 1961.
BRASIL. Resolução CNS/MS N.º 04, de 24 de novembro de 1988. Aprova a revisão das Tabelas I, III, IV e V referente a Aditivos Intencionais, bem como os Anexos I, II, III e VII, todas do Decreto nº 55.871, de 26 de março de 1995. D.O.U. – Diário Oficial da União, de 19 de dezembro de 1988.
CANUTO, A. P. Desenvolvimento de bioprocesso para produção de goma xantana por fermentação no estado sólido a partir de resíduos e subprodutos agroindustriais. 2006 (Dissertação). Programa de PósGraduação em Processos Biotecnológicos da Universidade Federal do Paraná. 2006.
CASAS, J. A.; SANTOS, V. E.; GARCIA-OCHOA, F. Xanthan gum production under several operational condictions: molecular structure and rheological properties. Enzyme and Microbial Technology, v. 26, p. 282-291, 2000.
CHI, Z.; ZHAO, S. Optimization of medium and cultivation conditions for pullulan production by a new pullulan-producing yeast strain. Enzyme and Microbial Technology, v. 33, p. 206-211, 2003.
COTTRELL, I. W.; KANG, K. S. Xanthan gum, a unique bacterial polysaccharide for food application. Developments in Industrial Microbiology. v. 19. p. 117-131, 1978.
DINIZ, D. M.; DRUZIAN, J. I.; AUDIBERT, S. Produção de goma xantana por cepas nativas de Xanthomonas campestris a partir de casca de cacau ou soro de leite. Polímeros (São Carlos. Impresso), v. 1, 2012.
DRUZIAN,J. I.; PAGLIARINI, A. P. Produção de goma xantana por fermentação do resíduo de suco de maçã. Xanthan gum production by fermentation from residue of apple juice. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 27,n. 1, p. 26-31, jan.-mar. 2007
FARIA, S.; PETKOWICZ, C. L. O.; MORAIS, S. A. L.; TERRONES, M. G. H.; RESENDE, M. M.; FRANCA, F. P.; CARDOSO, V. L. Characterization of xanthan gum produced from sugar cane broth. Carbohydrate Polymers. v. 86, p. 469– 476, 2011
FERNANDES, A. F.; PEREIRA, J.; GERMANI, R.; OIANO-NETO, J. Efeito da substituição parcial da farinha de trigo por farinha de casca de batata (Solanum Tuberosum Lineu). Ciência e Tecnologia de Alimentos, v.28, suppl., p. 56-65, 2008.
FERREIRA, C. B. Caracterização fenotípica e funcional de mutantes da bactéria fitopatogênica Xanthomonas citri subsp. citri. 2009. Dissertação (Mestrado). Universidade Estadual Paulista “Julio de
Mesquita Filho” Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Campus de Jaboticabal. Aboticabal - São Paulo, 2009
FONSECA,V. C.; HAMINIUK,C. W. I.; IZYDORO, D. R.; WASZCZYNSKYJ, N. SCHEER, A. P. SIERAKOWSKI, M. R. Stability and rheological behaviour of salad dressing obtained with whey and different combinations of stabilizers. International Journal of Food Science and Technology. n. 44, p.777–783, 2009.
FORNARI, R. C. G. Aproveitamento de soro de queijo para produção de goma xantana. 2006. 80 f. Dissertação (mestrado) – Departamento de Ciências Agrárias. Uri - Campus Erechim, 2006.
FREITAS, F.; ALVES, V. D.; REIS, M.A.M. Advances in bacterial exopolysaccharides: from production to biotechnological applications. Trends in Biotechnology. v. 29, n. 8. p. 388-398, 2011.
FREITAS, L. C.; MONTE, A. D. M. O.; CAVALCANTE, T. A. Mercado de hidrocolóides no Brasil. Revista de Química Industrial, v.64, p.708-709, 1996.
GARCÍA-OCHOA, F.; SANTOS, V. E.; CASAS, J. A.; GÓMEZ, E. Xanthan gum: production, recovery, and properties. Biotechnology Advances, v. 18, p. 549-579, 2000.
GOMES, G. V. P. Otimização da conversão de biomassa de levedura e casca de coco a goma xantana usando metodologia de superfície de resposta. 2008. Dissertação (mestrado). Universidade Federal da
Bahia, Escola Politécnica, 2008.
GOMES, J. C.; GOMES, E. D.; MINIM, V. P. R.; ANDRADE, N. J. Substituto de gordura à base de proteína. Revista Ceres. n. 55, v. 6, p. 543-550, 2008
HAMCERENCU, M.; DESBRIERES, J.; POPA, M.; KHOUKH, A.; RIESS, G. New unsaturated derivatives of xanthan gum: Synthesis and characterization. Polymer, n. 48, p. 1921–1929, 2007.
KALOGIANNIS, S.; IAKOVIDOU, G.; LIAKOPOULOU-KYRIAKIDES, M.; KYRIAKIDIS, D. A.; SKARACIS, G. N. Optimization of xanthan gum production by Xanthomonas campestris grow in molasses. Process
Biochemistry. v. 39, p. 249-256. 2003.
KATZBAUER, B. Properties and applications of xanthan gum. Polymer Degradation and Stability, v. 59, p. 81-84, 1998.
KENNEDY, J. F.; BRADSHAW, I. J. Production, properties and applications of xanthan. Prog Ind Microbiol, n.19. p. 319–371, 1984.
LUVIELMO, M. M.; SCAMPARINI, A. R. P. Goma xantana: produção, recuperação, propriedades e aplicação. Estudos tecnológicos. v. 5, n. 1 p. 50-67, 2009
MARCOTTE, M. HOSHAHILI, A. R. T.; RAMASWAMY, H. S. Rheological properties of selected hydrocolloids as a function of concentration and temperature. Food Research International. v. 34, p.695-703, 2001
MAUGERI, F. Produção de Polissacarídeos. In: LIMA, U. A.; QUARONE, E.; BORZANI, W.; SCHMIDELL, W. Biotecnologia Industrial: Processos Fermentativos e Enzimáticos. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda,
v. 3, p.125-150, 2001.
MESOMO, M. C.; SILVA, M.F ; BONI, G. ; PADILHA, F.F; MAZUTTI, M.; MOSSI, A.; OLIVEIRA, D. ; CANSIAN, R. L; LUCCIO, M. D.;TREICHEL, H. Xanthan gum produced by Xanthomonas campestris from cheese whey: production optimisation and rheological characterization. Journal of the science of food and agriculture, n. 89, p. 2440–2445, 2009.
MIQUELIM, J. N.; ALCÂNTARA, M. R.; LANNES, S. C. S. . Stability of fruit bases and chocolate fillings. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 31, p. 270-276, 2011.
MORRIS, E. R. Rheology of hydrocolloids. In: PHILLIPS, G. O.; WEDLOCK, D. J.; WILLIAMS, P. A. Ed. Guns and stabilisers for the food industry. Oxford: Pergamon Press, p. 57-78, 1984
NAVARRO, F. N. Fundamentos de Reologia de Polímeros. EDUCS: Caxias do sul, 1997
NERY, T. B.; BRANDÃO, L. V.; ESPERIDIÃO, M. C. A.; DRUZIAN, J. I. Biossíntese de goma xantana a partir da fermentação de soro de leite: rendimento e viscosidade. Química Nova, v. 31, n. 8, p. 1937-1941, 2008.
NITSCHKE, M.; RODRIGUES, V.; SCHINATTO, L. F. Formulação de meios de cultivo à base de soro de leite para a produção de goma xantana por X. campestris C7L. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 21, n. 1, p. 82-85, 2001.
OLIVEIRA, N. M.; DOURADO, F. G.; PERES, A. M.; SILVA, M.V.; MAIA, J. M.; TEXEIRA, J. A.; Effect of aguar gum on the physicochemical thermal rheological and textural properties of Green edam cheese. Food and Bioprocess Technology. 2010.
PADILHA, F. F. Produção de biopolímeros por microrganismos modificados geneticamente. Tese (Doutorado). 2003. Departamento de Ciência de Alimentos, Faculdade de Engenharia de Alimentos,
Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP. 2003. 210 p.
PALANIRAJ, A.; JAYARAMAN, V. Production, recovery and applications of xanthan gum by Xanthomonas campestris. Journal of Food Engineering. v.106 p. 1–12. 2011.
PELIZER, H. L; PONTIERI H. M; MORAES O. I. Utilização de resíduos agroindustriais em processos biotecnológicos como perspectiva de redução do impacto ambiental. Journal of Technology Management
& Innovation. v. 2, 2007.
PINHEIRO, M. V. S.; PENNA, A. L. B. Substitutos de gordura: tipos e aplicações em produtos lácteos. Alimentos e Nutrição, Araraquara, v. 15, n. 2, p. 175-186, 2004
PONGSAWATMANIT, R; SRIJUNTHONGSIRI, S. Influence of xanthan gum on rheological properties and freeze–thaw stability of tapioca starch. Journal of Food Engineering. n. 88, p. 137–143, 2008.
PRADELLA, J. G. C. Biopolímeros e Intermediários Químicos. Relatório técnico n. 84396-205. Centro de Tecnologia de Processos e Produtos. Laboratório de Biotecnologia Industrial – LBI/CTPP. São Paulo. 2006.
PREICHARDT, L. D.; VENDRUSCOLO, C. T.; GULARTE, M. A.; MOREIRA, A. S. Efeito da goma xantana nas características sensoriais de bolos sem glúten. Revista Brasileira de Tecnologia agroindustrial. v. 03, p. 70-76, 2009.
PREICHARDT, L. D.; VENDRUSCOLO, C. T.; GULARTE, M. A.; MOREIRA, A. S. The role of xanthan gum in the quality of gluten free cakes: improved bakery products for coeliac patients. International Journal of Food Science & Technology. v. 46, p. 2591-2597, 2011
REIS, E. C. A.; ALMEIDA, M.; CARDOSO, J. C.; PEREIRA, M. A.; OLIVEIRA, C. B. Z.; VENCESLAU, E.; DRUZIAN, J. I.; MARIANO, R. L. R.; PADILHA, F. F.. Biopolymer synthesized by strains of anthomonas sp isolate from Brazil using biodiesel-waste. Macromolecular Symposia. v. 296, p. 347-356, 2010
ROSALAM, S.; ENGLAND, R. Review of xanthan gum production from unmodified starches by Xanthomonas campestris sp. Enzyme and Microbial Technology. v. 39, n. 2, p. 197-207, 2006.
ROTTAVA, I.; BATESINI, G.; SILVA, M. F.; LERIN, L.; OLIVEIRA, D. PADILHA, F. F.; TONIAZZO, G.; MOSSI, A.; CANSIAN, R. L.; DI LUCCIO, Marco, TREICHEL. Helen. Xanthan gum production and rheological behavior using different strains of Xanthomonas sp. Carbohydrate Polymers. v. 77, p. 65–71, 2009.
SACHS, I. Caminhos para o Desenvolvimento Sustentável. 3ª edição. Rio de Janeiro: Ed. Garamond, 2008.
SALAH, R. B.; CHAARI, K.; BESBES, S.; BLECKER, C.; ATTIA, H. Production of xanthan gum from Xanthomonas campestris NRRL B-1459 by fermentation of date juice palm by-products (Phoenix dactylifera L.). Journal of Food Process Engineering. v.34, p. 457–474, 2011.
SILVA, M. F.; FORNARI, R. C. G.; MAZUTTI, M. A.; OLIVEIRA, D.; PADILHA, F. F.; CICHOSKI, A. J.; CANSIAN, R. L.; DILUCCIO, M.; TREICHEL, H. Production and characterization of xantham gum by Xanthomonas campestris using cheese whey as sole carbon source. Journal of Food Engineering. v. 90, p. 119-123, 2009.
SOUW, P.; DEMAIN, A. L.; Nutricional studies on xanthan production by X. campestris NRRL B-1459. Applied and Environmental Microbiology. Washington, v. 37, n. 6, p. 1186-1192, 1979.
SOUZA, A. S.; VENDRUSCULO, C. T. Produção e caracterização dos biopolímeros sintetizados por X. campestris pv pruni CEPAS 24 e 28. Ciência e Engenharia. v. 8, n. 2, p. 115-123, 1999
SUTHERLAND, I.W. Novel and established applications of microbial polysaccharides. Yibtech. n. 16, p.41-46, 1998.
SUTHERLAND, I. W.; KENNEDY, L. Polysaccharide lyases from gellan-producing Sphingomonas spp. Microbiology. n.142, p. 867-872, 1996.
THEODORO, G. F.; MARINGONI, A. C. Sobrevivência de Xanthomonas axonopodis pv. manihotis em manipueira sob condições ambientais. Pesquisa Agropecuária Brasileira. Brasília, v. 37, n. 7, 2002.
WEBER, F. H.; QUEIROZ-COLLARES, F. P.; CHANG, Y. K. Estabilidade de géis de amido de milho normal, ceroso e com alto teor de amilose adicionados de gomas guar e xantana durante os processos de congelamento e descongelamento. Ciência e Tecnologia de Alimentos. v. 28, p. 413-417, 2008.
ZAMBRANO, F.; HIKAGE, A.; ORMENESE, R. C. C.; MONTENEGRO, F. M.; RAUEN-MIGUEL, A. M. Efeito das Gomas Guar e Xantana em Bolos como Substitutos de Gordura. Brazilian Journal of Food Technology v.8, n.1, p. 63-71, jan./mar., 2005