BRPI0902629A2 - use of mesquite for the production of xanthan gum water-based polysaccharide polymer - Google Patents

Abstract

UTILIZAçãO DE ALGAROBA PARA A PRODUçãO DE POLìMERO POLISSACARIDEO BASE áGUA DO TIPO GOMA XANTANA A presente invenção descreve um método prático para a utilização de algaroba para a produção de biopolimero aquoso-solúvel do tipo goma xantana, substituindo seja o meio de produção, seja o meio de crescimento, seja ambos os meios, usados no estado da arte de produção de GOMA XANTANA e conduzindo a processo com significativo ganho económico em relação aos processos habituais de produção de goma xantana é apresentada.USE OF ALGAROBA FOR THE PRODUCTION OF WATER BASED POLYMER POLYMER OF THE GUM XANTAN TYPE The present invention describes a practical method for the use of mesquite for the production of aqueous-soluble biopolymer of the xanthan gum type, substituting either the means of production, or the medium of production. of growth, be it both media, used in the state of the art production of GOMA XANTANA and leading to a process with significant economic gain in relation to the usual processes of production of xanthan gum is presented.

Description

UTILIZAÇÃO DE ALGAROBA PARA A PRODUÇÃO DE POLÍMEROPOLISSACARÍDEO BASE ÁGUA DO TIPO GOMA XANTANAUSE OF ALGAROBA FOR THE PRODUCTION OF XANTANA GUM TYPE WATER-BASED POLYMER

A presente invenção refere-se ao uso do vegetal Algaroba (Prosopisjuliflora) como matéria prima para processo industrial de produção depolissacarídeo, base água, do tipo goma xantana.The present invention relates to the use of the Algaroba vegetable (Prosopisjuliflora) as a raw material for industrial xanthan gum type water-based polysaccharide production process.

Goma xantana é produzida por ação de bactérias da espécieXanthomonas campestrís ou outras espécies de Xanthomonas em processo defermentação aeróbica a partir de uma fonte de carbono. O Biopol ímero GomaXantana é utilizável em inúmeros ramos da indústria quais sejam alimentícia,cosmética, farmacêutica, têxtil, de explosivos e de petróleo exibindo excelentescaracterísticas como viscosificante e apresentando efeito significativo comoestabilizante em emulsões bem como uma excelente resistência salina egrande resistência a alterações de pH assim como estabilidade à açãoenzimática o que torna crescente o uso de Goma Xantana como um aditivoimportante em considerável pluralidade de processos e produtos.Xanthan gum is produced by the action of bacteria of the species Xanthomonas campestrís or other Xanthomonas species undergoing aerobic defermentation from a carbon source. GomaXantana Biopolymer is usable in a wide range of industries including food, cosmetics, pharmaceuticals, textiles, explosives and petroleum, exhibiting excellent viscosity characteristics and a significant emulsifying stabilizing effect as well as excellent salt resistance and high pH resistance. as stability to the enzymatic action which increases the use of Xanthan Gum as an important additive in considerable plurality of processes and products.

Esse biopolímero tem massa molecular na faixa de 0,5 a 12milhões dedaltons e consiste molecularmente de uma cadeia de carboidratos em queglucose, manose e ácido glucurônico na proporção de 2:2:1 estão arranjadosem uma cadeia principal constituída por ligações D-glucose-D-glucose (1-4) eem que a cada três unidades de glucose existe uma cadeia ramificadaconstituída por três carbohidratos sendo aquele ligado à cadeia glucosídica,uma manose acetiiada , o carbohidrato central, sendo um ácido glucurônico e oterceiro carbohidrato, uma manose contendo ligação acetal-1,3 com ácidopiruvico.This biopolymer has a molecular weight in the range of 0.5 to 12 million dedaltons and consists molecularly of a 2: 2: 1 ratio of carbohydrate queglucose, mannose, and glucuronic acid arranged in a main chain consisting of D-glucose-D bonds. -glucose (1-4) and in which every three glucose units there is a branched chain consisting of three carbohydrates being the one linked to the glucosidic chain, one acetylated mannose, the central carbohydrate, being a glucuronic acid and the third carbohydrate, an acetal-linked mannose. -1,3 with pyruvic acid.

Numerosas publicações se referem à produção de polissacarídeos, baseágua, do tipo goma xantana, podendo ser citadas as patentes americanas: US3.020.206, US 3.251.749, US 3.391.060, US 3.271.267, US 3.427.226, US3.433.708, US 3.455.786, US 3.594.280, US 4.154.654 e US 4.282.321.Numerous publications refer to the production of water-based xanthan gum polysaccharides. US patents may be cited: US 3,020,206, US 3,251,749, US 3,391,060, US 3,271,267, US 3,427,226, US 3,433,708 , US 3,455,786, US 3,594,280, US 4,154,654 and US 4,282,321.

Goma Xantana é produzida por fermentação de fonte de carbono àbase de carbohidratos geralmente, glucose, sacarose, amido e outros em ummeio de cultura adequado onde nitrogênio mineral na forma de cátions amônioou nitrogênio orgânico bem como sais de potássio, magnésio, e outros íons emmenor concentração, dão condições a que o processo fermentativo transcorraseguindo uma cinética conhecida.Xanthan gum is produced by fermentation of carbohydrate-based carbon source generally glucose, sucrose, starch and others in a suitable culture medium where mineral nitrogen in the form of ammonium cations or organic nitrogen as well as potassium salts, magnesium, and other ions in lesser concentration. , give conditions for the fermentation process to follow a known kinetics.

O procedimento usual para a realização da fermentação envolve doispassos diferenciados. Inicialmente, o microorganismo a ser utilizado ésubmetido a um cultivo adequado em pequena escala de forma a obter-se umaconcentração de bactérias relativamente elevada correspondente a essa fasedenominada de germinação ou de crescimento. Nessa fase, a bactéria nãoproduz o exopolímero ou o produz em muito baixa concentração. A populaçãodos microorganismos cresce significativamente nessa fase.The usual procedure for performing fermentation involves two different steps. Initially, the microorganism to be used is subjected to suitable small-scale cultivation in order to obtain a relatively high bacterial concentration corresponding to that so-called germination or growth phase. At this stage, the bacteria do not produce the exopolymer or produce it in very low concentration. The population of microorganisms grows significantly at this stage.

Por isso ela é denominada de fase de germinação ou de crescimento.This is why it is called the germination or growth phase.

A partir daí, o material resultante dessa primeira etapa, tendo umaconcentração relativamente elevada, é inoculado no reator de fermentaçãoonde, em meio de fermentação, dito de produção, o desenvolvimento dobiopolímero é consolidado.Thereafter, the material resulting from this first stage, having a relatively high concentration, is inoculated into the fermentation reactor where, in fermentation medium, said production, the development of the biopolymer is consolidated.

As matérias primas para a obtenção de goma xantana são normalmentecarbohidratos quais sejam glucose, dextrose e sacarose. Pelo fato de sacarosee glucose serem alimentos humanos há interesse em usar uma fonte decarbohidratos alternativa e cujo uso não influa na balança de alimentos.The raw materials for obtaining xanthan gum are usually carbohydrates such as glucose, dextrose and sucrose. Because saccharose and glucose are human foods, there is an interest in using an alternative carbohydrate source whose use does not influence the food balance.

Uma fonte de carbohidratos atrativa que pode ser aproveitada paraprodução desse biopolímero, é o extrato de vagens da planta algarobeira(Prosopis juliflora).An attractive carbohydrate source that can be used to produce this biopolymer is the pod extract from the algarobeira plant (Prosopis juliflora).

A algarobeira é uma Ieguminosa de ampla difusão, resistente aestiagens prolongadas e disseminada sendo originária da América Central e doSul e mesmo da índia, e que cresce bem em climas áridos atuando comoplanta de reflorestamento e forragens sendo uma xerófita que se desenvolvemuito bem no nordeste brasileiro e de forma mesmo descontrolada e agressivasendo mesmo competitiva com a flora nativa.The algarobeira is a widespread Ieguminous, resistant to prolonged and widespread estiagem originating from Central America and South and even from India, and it grows well in arid climates acting as a reforestation and fodder plant being a very well developed xerophyte in northeastern Brazil and even uncontrolled and aggressive and even competitive with the native flora.

A algarobeira é excelente para a alimentação do gado com suasfolhagens e suas vagens e constituindo também fonte de excelente madeira. Aresistência desse vegetal aos climas de deserto é devida à sua capacidade deabsorção da umidade do ar que é por ela fixada por condensação earmazenada até suas raízes que são bastante longas.A algarobeira é utilizada para a produção de madeira, carvão vegetal,estacas, álcool, melaço, cachaça, alimentação animal e humana, apicultura,reflorestamento, ajardinamento e sombreamento, tornando-se, porconseguinte, uma cultura de importância econômico-social. No Nordestebrasileiro, esta xerófita, introduzida no início da década de 40, com o objetivode alimentar animais e de ser utilizada em reflorestamento, aparece atualmentecomo uma possível fonte de biopolímeros para constituírem-se em insumosvaliosos.The algarobeira is excellent for feeding cattle with their leaves and pods and also being a source of excellent wood. The resistance of this vegetable to desert climates is due to its ability to absorb moisture from the air that it fixes by condensation and stored until its roots are quite long. The algarobeira is used for the production of wood, charcoal, cuttings, alcohol, molasses, cachaça, animal and human nutrition, beekeeping, reforestation, landscaping and shading, thus becoming a culture of economic and social importance. In Northeastern Brazil, this xerophyte, introduced in the early 1940s, for the purpose of feeding animals and being used in reforestation, currently appears as a possible source of biopolymers to constitute valuable inputs.

A produtividade média da árvore de Algaroba é de 3000kg por hectare,sendo superior por exemplo à do milho que é de 2000kg por hectare.The average yield of the Algaroba tree is 3000kg per hectare, which is higher, for example, than that of 2000kg corn per hectare.

O farelo de algaroba que se constitui num produto industrial, é obtidopela moagem da vagem de algaroba uma vez seca e contém por volta de 55%de sacarose e é utilizado especialmente em rações animais. O farelo dealgaroba contém finos e fibras onde celulose e hemiceluloses são os principaiscomponentes.The mesquite meal which is an industrial product is obtained by milling the mesquite pod once dried and contains about 55% sucrose and is used especially in animal feed. Dealgaroba bran contains fines and fibers where cellulose and hemicelluloses are the main components.

O teor de carbohidratos da vagem de algarobeira é muito elevado, daordem de 75% em hidratos de carbono. Os açúcares são especialmentesacarose, e glucose. Também em sua composição, a parte protéica éimportante correspondendo a 10 %. Dessa forma a algaroba é fonte muito ricade carbohidratos que podem ser transformados adequadamente embiopolímeros do tipo goma xantana.The carbohydrate content of the mesquite pod is very high, with a 75% carbohydrate disorder. Sugars are especially sucrose, and glucose. Also in its composition, the protein part is important corresponding to 10%. Thus mesquite is a very rich source of carbohydrates that can be properly transformed into xanthan gum-type embiopolymers.

Na constituição global da vagem de algaroba, e, portanto, de seu farelo,os teores de potássio, magnésio, enxofre, ferro e outros micronutrientesexistente é muito semelhante à concentração destas espécies catiônicas nummeio de produção normalmente utilizado para o desenvolvimento dobiopolímero goma xantana.In the overall constitution of the mesquite pod, and therefore of its bran, the levels of potassium, magnesium, sulfur, iron and other existing micronutrients is very similar to the concentration of these cationic species in a production medium normally used for the development of the xanthan gum polymer.

Assim, sendo a algaroba e especialmente o farelo de algaroba umafonte de carbohidratos com alta concentração destes e, portanto, uma fonte decarbono privilegiada e havendo em sua própria constituição micronutrientesnitrogenados e também cátions e anions que são de mesma natureza dosmeios de cultura normalmente utilizados para o crescimento e para a produçãode biopolímeros aquoso-solúveis especialmente goma xantana porfermentação bacteriana adequada, a idéia é o uso da algaroba e seu farelodiretamente na produção de goma xantana.Thus, mesquite and especially mesquite meal a source of carbohydrates with a high concentration of mesquite and therefore a privileged carbon source and having in their own constitution nitrogenated micronutrients and also cations and anions that are of the same nature as the culture media normally used for the production. For the growth and production of aqueous soluble biopolymers especially xanthan gum and proper bacterial fermentation, the idea is to use mesquite and its bran directly in the production of xanthan gum.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃODESCRIPTION OF THE INVENTION

A presente invenção refere-se ao uso do vegetal Algaroba (Prosopisjulifíora) como matéria prima para processo industrial de produção depolissacarídeo, base água, do tipo goma xantana.The present invention relates to the use of the Algaroba (Prosopisjulifíora) vegetable as a raw material for industrial process of xanthan gum-type water-based polysaccharide production.

Mais especificamente, a presente invenção se refere ao aproveitamentodo farelo da vagem do vegetal Algaroba (Prosopis julifíora) de forma a obter-seo biopolímero aquoso-solúvel do tipo goma xantana.More specifically, the present invention relates to harnessing the pod of the Algaroba vegetable (Prosopis julifíora) pod to obtain the water-soluble xanthan gum-like biopolymer.

Nesse aspecto é então o uso de extrato de Algaroba como fonte decarbono e como meio de desenvolvimento na fase de produção para aobtenção de polissacarídeo aquoso-solúvel do tipo goma xantana.In this respect, the use of Algaroba extract is then used as a carbon source and as a developmental medium in the production phase to obtain aqueous soluble polysaccharide of the xanthan gum type.

Não existe menção no estado da arte ao uso de extrato de Algarobacomo fonte para a produção de goma xantana ou similares tirando partido doalto teor de carbohidratos e da composição de micro nutrientes presentesnesse material conduzindo à produção do biopolímero goma xantana comganhos econômicos significativos em relação ao estado da arte da produçãodesse biopolímero.There is no mention in the state of the art of the use of alga extract as source for the production of xanthan gum or the like taking advantage of the high carbohydrate content and the composition of micro nutrients present in this material leading to the production of xanthan gum biopolymer with significant state-of-the-art economics. of the art of producing this biopolymer.

Algaroba é o vegetal Prosopis julifíora, uma Ieguminosa de enormeresistência a solos áridos que caracterizam o semi-árido e a caatinga e quecresce com grande vigor no Nordeste brasileiro.Algaroba is the Prosopis julifíora vegetable, an Ieguminous of immersion resistance to arid soils that characterize the semi-arid and the caatinga and that grows with great vigor in the Northeast of Brazil.

Utilização do farelo de algaroba para obtenção do biopolímero aquoso-solúvel do tipo goma xantana.Use of mesquite meal to obtain the water-soluble xanthan gum biopolymer.

A utilização do farelo de algaroba como fonte direta de obtenção de umextrato aquoso rico em sacarose e que seja utilizado diretamente como fontede carbono e como meio de cultura para a produção de biopolímero do tipogoma xantana é uma alternativa inovadora já que permite ganhosconsideráveis comparativamente ao processo do estado da arte de obtençãodesse biopolímero já que com esse material, a fonte de carbono e o meio dedesenvolvimento e produção rico em cátions e anions necessário para abactéria responsável pela produção do exopolímero estão já contido nesserespectivo extrato.Assim, a fermentação desse extrato aquoso obtido do farelo de algarobacom microorganismos do tipo Xanthomonas campestris ou outras espécies deXanthomonas ou ainda outros microorganismos gera o biopolímero do tipogoma xantana correspondente ou outros biopolimeros respectivos.The use of mesquite meal as a direct source for obtaining a sucrose-rich aqueous extract that is used directly as a carbon source and as a culture medium for the production of xanthan tipogoma biopolymer is an innovative alternative as it allows considerable gains compared to the process of The state of the art of obtaining this biopolymer is that with this material, the carbon source and the cation and anion rich development and production medium required for the abacteria responsible for the production of the exopolymer are already contained in this respective extract. Thus, the fermentation of this aqueous extract obtained from the mesquite meal with Xanthomonas campestris-type microorganisms or other species of Xanthomonas or other microorganisms generates the biopolymer of the corresponding xanthan tipogoma or other respective biopolymers.

CaracterizaçãoDescription

A metodologia de obtenção desse extrato aquoso e sua purificaçãopreviamente á sua introdução no reator de fermentação para ser inoculado como meio de crescimento contendo as bactérias já em fase adequada dedesenvolvimento ou para ser inoculado com as bactérias de forma que elascresçam nesse meio orgânico, naturalmente rico em micronutrientes e espéciescatiônicas e aniônicas e de forma a que, nesse próprio meio, produzam oexopolímero do tipo goma xantana, constituem elementos importantes dessainovação.The methodology for obtaining this aqueous extract and its purification is prior to its introduction into the fermentation reactor to be inoculated as a growth medium containing the bacteria already in the proper stage of development or to be inoculated with the bacteria so that they grow in this naturally rich medium. micronutrients and cationic and anionic species, and in such a way that they produce xanthan gum-like exopolymer in this medium, are important elements of this innovation.

A composição da vagem da algarobeira, segundo a Patente de InvençãoPI8601641 está indicada a seguir:The composition of the mesquite pod according to Invention Patent PI8601641 is as follows:

<table>table see original document page 6</column></row><table><table> table see original document page 6 </column> </row> <table>

De forma geral, tomando em conta ainda outras informações, na vagemda algaroba, a semente está presente a 10-13% e da semente, 25-30%constituem o endosperma.A polpa da vagem da algaroba, composta pelo exocarpo e mesocarpo,responde por 56% do peso seco da vagem de algaroba. Na composiçãoquímica da polpa, encontra-se a sacarose em 46,3% do peso. Nas sementes,que perfazem cerca de 9%-11% do peso seco da vagem, encontram-se oepisperma (20%), o endosperma (32%) e os cotilédones (48%).In general, taking into account other information, in the mesquite pod, the seed is present at 10-13% and of the seed, 25-30% constitute the endosperm. The mesquite pod pulp, which responds to the exocarp and mesocarp, for 56% of the dry weight of the mesquite pod. In the chemical composition of the pulp, sucrose is 46.3% by weight. In the seeds, which make up about 9% -11% of the dry weight of the pod, are the episperm (20%), endosperm (32%) and cotyledons (48%).

No endosperma, o polissacarídeo predominante é a galactomanana,composta basicamente por 46,28% de manose e 33,97% de galactose e queessa patente destaca.In the endosperm, the predominant polysaccharide is galactomannan, consisting basically of 46.28% mannose and 33.97% galactose and which patent highlights.

A composição das vagens é conforme indicado a seguir sem consideraro teor de sacarose já indicado acima.The composition of the pods is as follows without regard to the sucrose content already indicated above.

QUADRO X. Composição das vagens e folhas da algarobeira em divesos princípios nutritivos <g/kg MS).TABLE X. Composition of the pods and leaves of the mesquite tree in different nutritional principles (g / kg DM).

<table>table see original document page 7</column></row><table>Dessa forma, o crescimento das células de Xanthomonas campestris érealizado em meio de extrato de algaroba com uma cinética de crescimentoadequada a esse meio.<table> table see original document page 7 </column> </row> <table> Thus, Xanthomonas campestris cells are grown in mesquite extract medium with growth kinetics suitable for this medium.

Utilização do farelo de algaroba para obtenção do biopolímero aquoso-solúvel do tipo goma xantana.Use of mesquite meal to obtain the water-soluble xanthan gum biopolymer.

Por esse módulo a matéria prima é o farelo de algaroba do tipo daquelefornecido por empresas especializadas. Este farelo é extraído com água e oextrato aquoso é utilizado diretamente na produção do biopolímero aquoso-solúvel do tipo goma xantana.By this module the raw material is mesquite meal of the type supplied by specialized companies. This bran is extracted with water and the aqueous extract is used directly in the production of xanthan gum-type water-soluble biopolymer.

A composição de um extrato desse farelo é rica em carbohidratos ateores superiores a 50%, em proteínas a 25% , glucídios a 5%, bem como oselementos e microelementos em que se destacam potássio, cálcio, magnésio,ferro, manganês e fosfato.The composition of an extract of this bran is rich in atheroric carbohydrates greater than 50%, 25% protein, 5% glucids, as well as the elements and microelements that stand out potassium, calcium, magnesium, iron, manganese and phosphate.

O processoThe process

Duas formas de utilização são protegidas por essa patente: a utilizaçãodo extrato aquoso como meio de produção e a utilização do extrato aquosoencadeadamente como meio de crescimento e meio de produção no mesmoreator.Two uses are protected by this patent: the use of aqueous extract as a production medium and the use of aqueous extract as a growth medium and production medium in the mesmoreator.

O farelo de algaroba é recebida dos centros de plantação e produção eestocada adequadamente com cuidados quanto à sua manutenção e protegidaquanto à sua conservação física e ao desenvolvimento de organismos emicroorganismos que possam danificá-la ou comprometê-la.Mesquite meal is received from the plantation and production centers and is properly stocked with care for its maintenance and protection as for its physical conservation and the development of organisms and microorganisms that may damage or compromise it.

Aproximadamente 150g de farelo de algaroba são peneirados empeneira de 60 mesh separando-se o material constituído principalmente defibras que não é utilizado.Approximately 150g of mesquite meal is sieved through 60 mesh separating mainly unused fiber material.

68 gramas de farelo de algaroba já peneirado são suspensos em um litrode água e batidos em liqüidificador de forma a que praticamente 90 % domaterial se dispersa de forma homogênea.68 grams of already sifted mesquite meal are suspended in one liter of water and blended in a blender so that almost 90% of the material is homogeneously dispersed.

A suspensão é filtrada em filtro de 350 mesh e o material obtido éutilizado de duas formas diferentes.The suspension is filtered through a 350 mesh filter and the material obtained is used in two different ways.

Esse extrato aquoso apresenta um teor da ordem de 56% de sacaroseconforme quantificado por HPLC.Deve ser destacado que esse processo se refere à obtenção e utilizaçãodo extrato aquoso do conteúdo da vagem no caso na forma de farelo dessavagem o que não se restringe a essa mesma forma, podendo ser umaalternativa comprimir-se a vagem em água sem tê-la secado previamenteobtendo-se da mesma forma um extrato do material que seguirá processoanálogo ao descrito a seguir.This aqueous extract has a content of 56% of saccharose as quantified by HPLC. It should be noted that this process refers to obtaining and using the aqueous extract of the pod content in the case of desaving bran, which is not restricted to it. Alternatively, the pod may be compressed in water without having previously dried it and an extract of the material will be obtained in the same manner as described below.

Utilização da solução aquosa resultante da extração do farelo dealgaroba como meio de produção do biopolímero goma xantana500ml da solução obtida segundo o item anterior foram esterilizados a125°C e a ele foram adicionados 100ml de uma solução do meio decrescimento YM em que se tenha desenvolvido por 55 horas, conforme oestado da arte, os microorganismos Xanthomonas campestris.Utilization of the aqueous solution resulting from the extraction of dealgaroba bran as a production medium of the xanthan gum biopolymer 500ml of the solution obtained according to the previous item was sterilized at 125 ° C and to it were added 100ml of a YM growth medium solution which was developed for 55 minutes. hours, according to state of the art, the microorganisms Xanthomonas campestris.

O meio de cultura YM é composto, como sabido, por fermento, malte efonte de nitrogênio no caso peptona. A referência apresenta a preparaçãodesse meio de cultura. Tal meio de cultura, após esterilização a 125°C forainoculado com o equivalente a 1 ml de solução desenvolvida previamente econgelada em Ependorf, de Xanthomonas campestris. Não há restrição algumaquanto à cepa de Xanthomonas campestris a ser utilizada. Após 55 horas decrescimento em que a cinética desse crescimento bacteriano atinge sua faselag, essa solução de meio de cultura contendo os microorganismossuficientemente crescidos é adicionada conforme indicado, a 500ml do meioconstituído pelo extrato aquoso de farelo de algaroba .YM culture medium is, as it is known, composed of yeast, malt and nitrogen source in the peptone case. The reference shows the preparation of this culture medium. Such culture medium, after sterilization at 125 ° C, is inoculated with the equivalent of 1 ml of the previously developed Ependorf-frozen solution of Xanthomonas campestris. There is no restriction on the strain of Xanthomonas campestris being used. After 55 hours of decay in which the kinetics of this bacterial growth reaches its faselag, this culture medium solution containing the sufficiently grown microorganisms is added as indicated to 500 ml of the medium constituted by the mesquite meal aqueous extract.

O desenvolvido do biopolímero é prosseguido sob agitação orbital emshaker e a 27 °C. Após 72 horas, em que o meio atinge viscosidade e aspectoindicadores da presença do biopolímero em concentração adequada, o meio étratado com isopropanol e a goma xantana é precipitada e, após lavagem, ésecada e caracterizada adequadamente por técnicas químicas,cromatográficas e espectroscópicas.The development of the biopolymer is continued under orshaker orbital shaking at 27 ° C. After 72 hours, when the medium reaches viscosity and indicates the presence of the biopolymer in adequate concentration, the medium is treated with isopropanol and the xanthan gum is precipitated and, after washing, is dried and suitably characterized by chemical, chromatographic and spectroscopic techniques.

Utilização da solução aquosa resultante da extração do farelo dealgaroba como meio de crescimento do microorganismo Xanthomonascampestris e meio de produção do biopolímero goma xantana.500ml da solução obtida segundo o item anterior, foram esterilizados a125°C e a ele são adicionados o equivalente a um Ependorf correspondente a1ml de solução de meio de cultura com células de Xanthomonas campestris,conservado até então congelado, conforme descrito no estado d'arte daprodução do biopolímero goma xantana.Utilization of the aqueous solution resulting from the extraction of dealgaroba bran as growth medium of the Xanthomonascampestris microorganism and production medium of the xanthan gum biopolymer.500ml of the solution obtained according to the previous item, were sterilized at 125 ° C and the equivalent of an Ependorf was added to it. corresponding to 1 ml of preserved frozen Xanthomonas campestris cell culture medium as described in the state of production of the xanthan gum biopolymer.

Colocado em shaker com agitação orbital de 350rpm, o crescimentobacteriano foi acompanhado até que os microorganismos atingissem a fase Iagnesse meio de crescimento.Placed in a shaker with orbital shaking at 350rpm, bacterial growth was followed until the microorganisms reached the growth stage.

Ainda no mesmo erlemeyer, o sistema é deixado por tempo adequado aque a fermentação levando à produção do exopolímero, se estabeleça e seconsolide. Tempos totais de crescimento e de produção com o mesmo meiode desenvolvimento são, via de regra, menores que os obtidos com os meiosde cultura habituais do estado da arte da produção de goma xantana. Em 75horas em média, desde a inoculação do Ependorf contendo a soluçãocongelada de células, obtém-se o processo completo com crescimento eprodução.Still in the same erlemeyer, the system is left for adequate time when fermentation leading to the production of the exopolymer, settles and seconsolidates. Total growth and production times with the same development medium are, as a rule, shorter than those obtained with the state-of-the-art xanthan gum production culture media. On average 75 hours, since the inoculation of Ependorf containing the frozen solution of cells, the complete process with growth and production is obtained.

Assim, o extrato do farelo da vagem de algaroba, por essa forma deutilização dispensa o uso de matéria prima açúcar propriamente dito e dispensaos insumos que correspondem aos meios de crescimento e produção habituaisde goma xantana.Thus, the mesquite pod extract from the mesquite pod thus eliminates the use of raw sugar itself and dispenses the inputs that correspond to the usual means of growth and production of xanthan gum.

Dessa forma, o extrato em consideração é o meio de cultura para afermentação com microorganismos do tipo Xanthomonas campestris resultandona goma xantana produzida integralmente a partir do extrato de algarobasubstituindo as fontes habituais de carbohidratos mono e dissacarídeossacarose, glucose ou dextrose normalmente utilizados e dispensando tambémos componentes do meio de cultura normalmente utilizados para a produçãodesse biopolímero.Thus, the extract under consideration is the culture medium for affermentation with Xanthomonas campestris microorganisms resulting in xanthan gum produced entirely from algarobas extract replacing the usual sources of mono and disaccharide sucrose, glucose or dextrose carbohydrates and also dispensing with the components. culture medium normally used for the production of this biopolymer.

Tal se justifica por que o extrato aquoso da vagem de algaroba jácontém, não só um teor adequado e elevado de carbohidratos, bem como desubstâncias de caráter protéico e também teores de micronutrientes mineraisque permitem uma simplificação considerável no processo fermentativo,dispensando os meios habituais de crescimento e de produção de GomaXantana1 sendo todo o procedimento fermentativo realizado em meio de extratode algaroba.This is because the aqueous extract of the mesquite pod already contains not only an adequate and high carbohydrate content as well as proteinaceous and mineral micronutrient contents which allow a considerable simplification in the fermentation process, eliminating the usual means of growth. and production of GomaXantana1 and the entire fermentative procedure performed in mesquite extract medium.

Assim, o meio de produção que é caracterizado por açúcares ao lado deheteroelementos catiônicos quais sejam potássio, magnésio, cálcio, ferro, zincoe aniônicos como fosfatos, nitratos e sulfatos, citratos e boratos, écompletamente substituída nessa invenção, por extrato de algaroba (depreferência extrato de farelo de algaroba).Thus, the production medium which is characterized by sugars next to cationic heteroelements such as potassium, magnesium, calcium, iron, anionic zinc and phosphates, nitrates and sulfates, citrates and borates is completely replaced in this invention by mesquite extract (preferably extract). of mesquite meal).

Ficará claro aos versados na técnica que variações no meio de cultivopodem ser feitas, sem com isso fugir do conceito inventivo e escopo dainvenção. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificaçõese variações, contanto que elas se encontrem no escopo das reivindicaçõesapensas e seus equivalentes.It will be clear to those skilled in the art that variations in the culture medium can be made without departing from the inventive concept and scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention cover such modifications and variations as long as they are within the scope of the following claims and their equivalents.

Claims (9)

1.) Processo industrial para produção de polissacarídeo, base água dotipo goma xantana caracterizado por substituição da fonte de carbono,normalmente açúcares glucose, sacarose, dextrose é pelo substrato vegetalobtido a partir de vagens de algaroba sendo este utilizado na fermentaçãosob ação do microorganismo Xanthomas campestrís de cepa previamentedefinida ou outro microorganismo alternativo habitualmente utilizado paraobtenção de Goma Xantana.1.) Industrial process for the production of polysaccharide, water based xanthan gum characterized by substitution of carbon source, usually glucose sugars, sucrose, dextrose is by the vegetable substrate obtained from mesquite pods which is used in fermentation under the action of the Xanthomas campestrís microorganism. previously defined strain or other alternative microorganism commonly used to obtain Xanthan Gum. 2.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal obtido a partir de vagens de algaroba em substituiçãoaos meios de cultura de produção habituais do tipo SD e utilizando omicroorganismo Xanthomas campestrís de cepa previamente definida ou outromicroorganismo alternativo para obtenção de Goma Xantana.Process according to Claim 1, characterized in that the plant substrate obtained from mesquite pods is substituted for the usual SD-type production culture medium and uses the previously defined strain Xanthomas campestris or other micro-organism to obtain Xanthan Gum. 3.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal obtido a partir de vagens de algaroba em substituição aosmeios de cultura de crescimento e de produção habituais do tipo YM e SD eutilizando o microorganismo Xanthomas campestrís de cepa previamentedefinida ou outro microorganismo alternativo para obtenção de Goma XantanaProcess according to Claim 1, characterized in that the plant substrate obtained from mesquite pods is substituted for the usual YM and SD growth and production media and uses the previously defined Xanthomas campestrís or other microorganism. alternative microorganism for obtaining Xanthan Gum 4.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal obtido a partir de farelo de algaroba em substituição aosmeios de cultura de produção habituais do tipo SD e utilizando omicroorganismo Xanthomas campestrís de cepa previamente definida ou outromicroorganismo alternativo para obtenção de Goma Xantana.Process according to Claim 1, characterized in that the plant substrate obtained from mesquite meal is substituted for the usual SD-type production culture medium and uses a previously defined strain Xanthomas campestrís or another alternative microorganism to obtain Xanthan Gum. 5.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal obtido a partir de farelo de algaroba em substituição aosmeios de cultura de crescimento e de produção habituais do tipo YM e SD eutilizando o microorganismo Xanthomas campestrís de cepa previamentedefinida ou outro microorganismo alternativo para obtenção de Goma Xantana.Process according to Claim 1, characterized in that the plant substrate obtained from mesquite meal is substituted for the usual YM and SD type growth and production media and uses the previously defined Xanthomas campestrís or other microorganism. alternative microorganism to obtain Xanthan Gum. 6.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal constituído de modo a que haja um aproveitamentoracionalizável de um vegetal que hoje é caracterizado como uma praga pelosecologistas e especialistas da biodiversidade da região Nordeste catalisando aimplantação de sistemas de plantações organizadas desse vegetal e seuaproveitamento.6.) A process according to claim 1, characterized by the use of a plant substrate constituted so that there is a rational use of a plant which today is characterized as a pest by ecologists and biodiversity experts of the Northeast region catalyzing the establishment of organized plantation systems. of this vegetable and its use. 7.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal constituído de forma a que o meio de produção dobiopolímero goma xantana é o extrato aquoso obtido a partir do farelo dealgaroba em que os açúcares constituintes deste extrato substituem a fonte decarbono carbohidrato normalmente utilizada nesse tipo de fermentação.Process according to Claim 1, characterized in that the plant substrate is formed so that the production medium of the xanthan gum biopolymer is the aqueous extract obtained from dealgaroba bran in which the sugars constituting this extract replace the carbon source. carbohydrate normally used in this type of fermentation. 8.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal constituído de forma a que o meio de produção dobiopolímero goma xantana é o extrato aquoso obtido a partir do farelo dealgaroba em que os micronutrientes, aminoácidos, cátions e ânionsconstituintes deste extrato substituem o meio de produção normalmenteutilizado nessa fermentação que se constitui de sais de potássio, magnésio,cálcio, amônio e fosfatos.Process according to Claim 1, characterized in that the plant substrate is formed so that the xanthan gum biopolymer production medium is the aqueous extract obtained from the cargaroba meal in which the micronutrients, amino acids, cations and anions thereof constitute. extract replace the production medium normally used in this fermentation consisting of potassium, magnesium, calcium, ammonium and phosphate salts. 9.) Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo usode substrato vegetal constituído em que o meio de produção e o meio decresciimento das células de Xanthomonas campestris para o a produção dobiopolímero goma xantana é o extrato aquoso purificado obtido a partir dofarelo de algaroba e em que o tempo de desenvolvimento do biopolímero émais curto que o tempo normalmente necessário para o processo no estado daarte da produção de goma xantana.Process according to Claim 1, characterized in that the plant substrate comprises the production medium and the growth medium of Xanthomonas campestris cells for the production of the xanthan gum biopolymer is the purified aqueous extract obtained from the mesquite meal. and wherein the development time of the biopolymer is shorter than the time normally required for process in the state of production of xanthan gum.