Como analisar o conteúdo de HA no caldo de fermentação?

Introdução

O ácido hialurônico (AH) é um polissacarídeo de ocorrência natural amplamente utilizado nos setores farmacêutico, cosmético e biomédico. A produção de AH normalmente envolve a fermentação de cepas bacterianas, e a análise do conteúdo de AH no caldo de fermentação é uma etapa crucial no processo de produção para garantir a qualidade e a pureza do produto final. Neste artigo, discutiremos os métodos para analisar o teor de HA no caldo de fermentação. Esperamos que você possa conhecer suas vantagens e desvantagens e selecionar produtos de HA adequados para sua pesquisa ou negócio.

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Figura 1. Estrutura química do HA

Como produzir HA usando o caldo de fermentação?

O ácido hialurônico foi extraído de cristas de galo de forma convencional, mas essa abordagem foi abandonada devido à baixa taxa de extração, ao complexo processo de isolamento e ao alto custo. Atualmente, uma grande escala de HA é produzida por meio de fermentação microbiana, na qual o HA é preparado por enzimas de síntese de hialuronano em microrganismos vivos. Ele tem os seguintes benefícios.

• Novos nutrientes: São criadas algumas substâncias novas que são benéficas para a absorção.
• Maior taxa de extração: Proteases, celulases e outras enzimas promovem a ruptura das células vegetais e a liberação de ingredientes ativos no processo, aumentando, assim, o rendimento e a taxa de extração do HA.
• Mais fácil de absorver: São gerados polipeptídeos, polissacarídeos e outras moléculas pequenas de tamanho nanométrico, que são mais fáceis de serem absorvidas.
• Menos efeitos colaterais: As células microbianas são capazes de decompor substâncias nocivas e reduzir os fatores de risco.

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Figura 2. Diagrama de sistemas de HPLC

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Como analisar o conteúdo de HA no caldo de fermentação?

Várias técnicas foram empregadas para melhorar a eficiência, a produtividade e a pureza da produção de ácido hialurônico. Entre elas, várias abordagens são usadas para a análise do conteúdo de HA no processo de fermentação.

1. Precipitação com cloreto de cetilpiridínio

A precipitação com cloreto de cetilpiridínio (CPC) é um método analítico tradicional, seguido de medição espectrofotométrica a 540 nm. No entanto, ele tem limitações, como a interferência de outros polissacarídeos e a baixa precisão.

2. Cromatografia líquida de alto desempenho

Para superar essas limitações da CPC, várias formas analíticas foram desenvolvidas nos últimos anos. Um desses métodos é a cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC). A HPLC envolve a separação de moléculas de HA com base em seu peso molecular, seguida pela detecção usando um detector de UV. A HPLC tem sido amplamente utilizada devido à sua alta sensibilidade, precisão e seletividade. Você pode usar a HPLC para analisar o peso molecular e o conteúdo de HA no caldo de fermentação.

3. Eletroforese capilar

Outro método que ganhou atenção recentemente foi a eletroforese capilar (CE). A CE é uma técnica analítica de alta resolução que separa as moléculas de HA com base em sua relação carga/tamanho. Ela pode analisar o peso molecular e o conteúdo de HA no caldo de fermentação com alta resolução, baixo consumo de amostra e curto tempo de análise.

4. Espectroscopia de infravermelho

Nos últimos anos, foram feitos esforços para desenvolver novos métodos analíticos que possam superar as limitações dos métodos existentes. Por exemplo, um novo método baseado em espectroscopia de infravermelho (IR) foi desenvolvido. O método envolve a medição direta dos espectros de absorção das moléculas de HA, e os resultados são comparados a uma curva de calibração para determinar o teor de HA. Esse meio tem vantagens como alta sensibilidade, baixo custo e preparação simples da amostra.

5. Outros métodos

Além disso, outros métodos foram gerados. Por exemplo, é possível usar a espectrometria de massa (MS) para analisar o peso molecular e o conteúdo de HA detectando os íons produzidos pelas moléculas de HA. A cromatografia de permeação em gel (GPC) também pode ser aplicada para separar as moléculas de HA com base em seu peso molecular, que é seguido pela medição espectrofotométrica em 205 nm.

A Tabela 1 mostra os pontos positivos e negativos desses métodos. Você pode consultá-la para obter mais informações.

Tabela 1. Comparação de diferentes métodos de análise de conteúdo de HA

Conclusão

Em suma, a análise do conteúdo de HA no caldo de fermentação é de grande importância para a produção de HA. Vários métodos analíticos foram desenvolvidos, cada um com suas limitações e vantagens. A escolha do método depende de fatores como a matriz da amostra, a sensibilidade e a precisão necessárias e os equipamentos e recursos disponíveis. O desenvolvimento de novos métodos analíticos é essencial para melhorar a precisão, a sensibilidade e a relação custo-benefício da análise do teor de HA no caldo de fermentação.

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Referências:

[1] Wang, Yan & Cai, Li-Quan & Nugraha, Bramasta & Gao, Yi & Leo, Hwa. (2013). Current Hydrogel Solutions for Repairing and Regeneration of Complex Tissues (Soluções atuais de hidrogel para reparo e regeneração de tecidos complexos). Current medicinal chemistry. 21. 10.2174/0929867321666131212151855.

[2] Czaplicki, Sylwester. (2013). Chromatography in Bioactivity Analysis of Compounds (Cromatografia na análise de bioatividade de compostos). 10.5772/55620.