Por Maria Cristina P. P. Reis Mansur
Matéria escrita para a disciplina “Tópicos de Divulgação Cientifica” do programa de pós-graduação em Ciências (microbiologia) do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
A cor é uma das primeiras características percebidas pela visão humana. Ela desperta nossos sentidos por meio da observação da natureza, em relação as flores, frutas, vegetais e algas. Há atualmente uma busca por produtos oriundos de fontes naturais para adicionar cor aos alimentos, tecidos, cosméticos e medicamentos. Os microrganismos são uma excelente alternativa para a exploração comercial da produção destes pigmentos de interesse industrial.
Cores dos diferentes pigmentos carotenoides produzidos pelos micro-organismos
Os carotenoides são pigmentos naturais responsáveis pela cor vermelha, laranja ou amarela de muitos vegetais, flores e plantas em geral. Seus efeitos benéficos à saúde despertam o interesse da comunidade cientifica no mundo inteiro. A indústria alimentícia, a farmacêutica e o setor cosmético têm investido em pesquisa sobre novas fontes e aplicações dessas importantes moléculas. Os estudos envolvendo os carotenoides também buscam soluções para processos industriais como elaboração de métodos para manter o nível adequado destas substâncias em diferentes alimentos, de modo que não sejam perdidas as suas propriedades durante o processamento e a estocagem.
Existem cerca de 900 tipos diferentes de carotenoides de origem natural. Eles contam com mais de 40 carbonos em sua fórmula estrutural dispostos numa série de ligações duplas conjugadas. Estão divididos em duas classes: os carotenos que possuem apenas átomos de carbono e hidrogênio, e os oxocarotenoides ou xantofilas que além de carbono e hidrogênio, possuem pelo menos um átomo de oxigênio.
Os carotenoides tem grande aplicação em cosméticos, e uma delas é a proteção contra processos foto-oxidativos. Atuam como antioxidantes eficazes na captação de oxigênio singlete e de radicais peroxilas. Há evidências crescentes em estudos com humanos demonstrando que os carotenoides protegem a pele contra os danos causados pelo excesso de exposição à radiação solar.
Por estarem presentes numa série de alimentos os carotenoides são capazes de captar radicais livres em desequilíbrio em nosso organismo e atuarem diretamente em alterações danosas à pele humana, degeneração macular, câncer, mutações, envelhecimento precoce, catarata e arteriosclerose.
Os carotenoides são sintetizados somente por plantas, algas, fungos tipo leveduras e procariotos (bactérias e arqueas). A atividade biológica dos carotenoides encontra-se associada à sua estrutura. São comuns em bactérias isoladas de ambientes mais expostos à radiação solar como, por exemplo, no deserto do Saara e na Antártica e desempenham potencial ação fotoprotetora[MG1] .
A produção biotecnológica de carotenoides apresenta grande relevância devido à possibilidade de utilização de substratos de baixo custo para a sua produção, a utilização de pequeno espaço para a produção e controle das condições de cultivo. Não há interferência de condições ambientais como clima, estação do ano ou a composição do solo. Muitos micro-organismos produzem carotenoides, porém nem todos têm aplicações industriais. Além disso, devido à preocupação com o uso de aditivos químicos em alimentos, houve um crescente interesse nos carotenoides obtidos naturalmente por processos biotecnológicos.
A cantaxantina é um pigmento carotenoide utilizado frequentemente na alimentação, ele proporciona uma cor avermelhada aos alimentos. Também é usado na pecuária, na alimentação de salmões e de canários de cor vermelha para que suas penas adquiram esta cor. As bactérias: Rhodococcus maris, Micrococcus roseus, Gordonia jacobaea, Bradyrhizobium sp. e Haloferax alexandrinus e as cianobactérias: Anabaena variabilis, Aphanizomenon flos-aqua e Nostoc commune são produtoras deste pigmento. A astaxantina é um poderoso antioxidante, cerca de 10 vezes mais eficaz que outros carotenóides. Como um componente nutricional natural, a astaxantina também pode ser encontrada em suplementos alimentares. Alguns micro-organismos são de interesse industrial e produtores deste carotenoide, tais como as bactérias Pseudomonas sp., Paracoccus sp. e Halobacterium salinarium; os fungos e leveduras Phaffia rhodozyma e Xanthophyllomyces dendrohous, além da microalga Haematococcus pluvialis.
O betacaroteno, pigmento de cor laranja age como antioxidante natural e é uma das formas de se obter indiretamente a vitamina A no organismo humano. Inibidor de radicais livres, previne o envelhecimento precoce, beneficia a visão noturna, aumenta a imunidade, dá elasticidade à pele, aumenta o brilho dos cabelos e fortalece as unhas, além de atuar no metabolismo de gorduras. O betacaroteno quando transformado em vitamina A auxilia na formação de melanina, um pigmento fotoprotetor endógeno dos raios ultravioleta e responsável pelo bronzeamento. Os micro-organismos de interesse industrial produtores deste pigmento são as bactérias: Pseudomonas putida, as microalgas: Dunaliella salina, Spirulina, os fungos filamentosos: Blakeslea trispora, Phycomyces blaskeleeanus e Mucor circinelloides, além da levedura Rhodotorula glutinis.
Referências Bibliográficas:
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OLIVEIRA, C. G.. Extração e caracterização do betacaroteno produzido por Rhodotorula glutinis tendo como substrato tendo o suco de caju. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
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