Quitosana: biopolímero funcional com potencial industrial biomédico

The importance of chitosan has grown significantly over the last two decades due to its renewable and biodegradable source, and also because of the recent increase in the knowledge of its functionality in the technological and biomedical applications. The present article reviews the biopolymer chitosan and its derivatives as versatile biomaterials for potential drug delivery systems, as well as tissue engineering applications, analgesia and treatment of arthritis.

ENCAPSULAÇÃO DO ÁCIDO L-ASCÓRBICO NO BIOPOLÍMERO NATURAL GALACTOMANANA POR SPRAY‑DRYING: PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ATIVIDADE ANTIOXIDANTE

AbstractIn this study, the spray drying technique was used to prepare L-ascorbic acid (AA) microparticles encapsulated with galactomannan-an extract from the seeds of the Delonix regia species. The physico-chemical characteristics, antioxidant activity, and encapsulation efficiency of the AA microparticles were evaluated and characterized using thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The free-radical scavenging activity of the AA microparticles was determined at different environmental conditions using DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl). X-ray diffraction measurements demonstrated a loss of crystallinity in AA after the encapsulation process, and a DSC scan also showed the loss of the compound's melting peak. Thermogravimetric analysis showed small differences in the thermal stability of galactomannan before and after the incorporation of AA. The mean diameters of the obtained spherical microspheres were in the range of 1.39 ± 0.77 µm. The encapsulation efficiency of AA microparticles in different environmental conditions varied from 95.40 to 97.92, and the antioxidant activity showed values ranging from 0.487 to 0.550 mg mL-1.

DERIVATIZACIÓN Y CARACTERIZACIÓN ESPECTROSCÓPICA DE UN BIOPOLÍMERO A BASE DE L -LISINA CON ANÁLOGOS DE LA D-BIOTINA: CO -POLI(L-LISINA)-GRAFT -(ε-N-[X-D -BIOTINIL]-L-LISINA)

We report the single-step derivatization reaction of a biopolymer based onL -lysine with D -biotin analogs:Co -poly(L -lysine)-graft-(ε-N -[X-D-biotinyl]-L -lysine) (PLL-X-Biotin). The valeric acid carboxylate of D -biotin is activated to an NHS ester for direct modification of amine groups in proteins and other macromolecules. NHS esters react by nucleophilic attack of an amine in the carbonyl group, releasing the NHS group, and forming a stable amide linkage. NHS-X-Biotin is the simplest biotinylation reagent commercially available. In contrast withD -biotin, it has a longer spacer arm off the valeric acid side chain allowing better binding potential for avidin or streptavidin probes. Derivatization of poly(L -lysine) (PLL) with NHS-X-Biotin led to a copolymer PLL-X-Biotin. UV-Visible, IR-FT and 1H NMR characteristics derived from synthesis are briefly discussed.

Espalhamento e secagem de filme de amido-glicerol-fibra preparado por "tape-casting"

O objetivo deste trabalho foi avaliar processos de espalhamento e secagem de filme de amido-glicerol-fibras de celulose, preparado por "tape-casting". O espalhamento da suspensão foi avaliado a 50, 150 e 250 cm min-1, seguido de secagem em estufa com circulação forçada de ar, a 40 ou 70ºC; avaliou-se também o espalhamento da suspensão a 150 cm min-1, seguido da secagem do filme sobre suporte de "tape-casting" a 22ºC e 60% de umidade relativa, com velocidades do ar de 4, 6 e 8 m s-1 no túnel de secagem. Ensaios reológicos mostraram que o espalhamento das suspensões a temperaturas inferiores a 50ºC apresentou módulo de elasticidade superior ao módulo viscoso, em todo o espectro de frequências de oscilação. As microscopias mostraram filmes secos a 40 e 70ºC sem defeitos de formação, e cujas propriedades mecânicas não diferiam. A velocidade de espalhamento e a do ar não modificam o tempo de secagem nem as propriedades dos filmes. O tempo de secagem pode ser reduzido para aproximadamente duas horas, o que é importante para a produção dos filmes em larga escala.

Otimização e validação de metodologia cromatográfica para determinação simultânea de composição monomérica em polímero biodegradável

O biopolímero poli(3-hidroxibutirato) PHB, importante pelas suas propriedades de biodegradabilidade e biocompatibilidade, pode apresentar melhores características termoplásticas quando estruturalmente modificado com anidrido maleico (AM). Para avaliar a proporção de anidrido maleico presente nos filmes de PHB com a proporção no intervalo de 0 a 20% de AM para o PHB, foram otimizadas as condições experimentais e determinados os principais parâmetros de validação para a análise simultânea de derivados de PHB e AM, utilizando-se cromatografia em fase gasosa (GC). Os resultados demonstram que o procedimento analítico pode ser aplicado com confiabilidade.

Teores de lignina e celulose em plantas de cana-de-açúcar em função da aplicação de maturadores

O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de lignina e celulose em plantas de cana-de-açúcar após a aplicação de dois maturadores para a colheita. O experimento foi conduzido em uma área de cana-soca, cultivar SP 803280, no município de Igaraçu do Tietê/SP. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos constituíram-se da aplicação de dois maturadores: sulfometuron-methyl (Curavial) e glyphosate (Roundup original). As doses utilizadas foram: glyphosate a 72 g e.a. ha-1; glyphosate a 144 g e.a. ha-1 ; glyphosate a 72 g e.a. ha-1 + sulfometuron methyl a 10 g p.c. ha-1; glyphosate a 108 g e.a. ha-1 + sulfometuron-methyl a 12 g p.c. ha-1; sulfometuron-methyl a 20 g p.c. ha-1; e a testemunha sem aplicação de maturadores. As análises de lignina e celulose foram realizadas pelo método lignina em detergente ácido modificado. O glyphosate e o sulfometuron-methyl alteraram os níveis de lignina no momento da colheita, e esse efeito foi observado também durante o crescimento da cana-de-açúcar (meses após a aplicação desses produtos). O glyphosate a 72 g e.a. ha-1 promoveu reduções nos teores de lignina, na colheita e durante o crescimento da cana-de-açúcar, quando comparados com os da testemunha, enquanto o sulfometuron-methyl isolado na menor dose (10 g ha-1) promoveu aumento nos teores desse biopolímero na soqueira da cana-de-açúcar.

Estudo da produção de biopolímeros via enzimática através de inativação e lise celular e com células viáveis de Beijerinckia sp. 7070

Biopolímeros microbianos são polissacarídeos produzidos por microrganismos. A Beijerinckia sp. 7070 produz o biopolímero denominado clairana®. Biopolímeros microbianos podem ser produzidos utilizando enzimas purificadas (via enzimática). O objetivo desse trabalho foi avaliar a possibilidade de produzir o biopolímero clairana® via enzimática, verificar se a síntese e as enzimas envolvidas na síntese são intra e/ou extracelulares, se as enzimas permanecem ativas no meio e estudar a produção do biopolímero via enzimática, através de inativação e lise celular, e pelo processo convencional com células viáveis. As amostras foram cultivadas com a bactéria em meio líquido e submetidas à morte celular por inativação e lise celular após 30h, através de antibiótico e ultrasom, respectivamente. Amostras foram retiradas após 32, 46 e 54h de incubação, junto com amostras produzidas com células viáveis. O mesmo procedimento foi realizado em 46h e amostras foram coletadas após 48, 52 e 54h de incubação. Os polímeros foram recuperados, secos, pesados e analisados. Os resultados sugerem que é possível produzir o biopolímero clairanaâ via enzimática e que, provavelmente enzimas intra e extracelulares estão envolvidas, permanecendo ativas no meio e começando a atuar antes de 30h de fermentação. O processo via enzimática através de lise foi mais eficiente pois libera os polissacarídeos produzidos intracelularmente para o meio externo.

Caracterização de biopolímeros produzidos por Beijerinckia sp. 7070 em diferentes tempos de cultivo

Biopolímeros são polissacarídeos microbianos. O biopolímero produzido por Beijerinckia sp. 7070 possui comportamento pseudoplástico e apresenta alta viscosidade em baixas velocidades de deformação, conferindo ao polímero excelentes características de suspensão. O objetivo desse trabalho foi caracterizar o biopolímero produzido por Beijerinckia sp. 7070 em diferentes tempos de cultivo, quanto à produção total, produção de polímeros de fibra longa e curta, produtividade, viscosidade e composição química. Os polímeros produzidos em meio YM líquido foram recuperados em diferentes tempos de cultivo, secos e pesados para determinação da produção e produtividade. O tipo de fibra produzido durante o cultivo foi avaliado microscopicamente. Viscosidades aparentes de solução aquosa 1% foram determinadas a 6, 12, 30 e 60rpm, a 25º C, em um viscosímetro Brookfield. A composição do biopolímero foi determinada por cromatografia em camada delgada comparativa. As maiores produções totais encontradas foram em 30 e 72h, a maior produtividade em 48h e a maior viscosidade em 72h. Os polímeros de fibra longa apresentaram uma tendência de tornarem-se mais longos com o tempo. A viscosidade do polímero de fibra longa foi maior que a do de fibra curta. Todos os biopolímeros apresentaram os mesmos componentes (glucose, galactose, fucose e ácido glucurônico) mas em concentrações diferentes.

Estabilidade de emulsões de d-limoneno em quitosana modificada

A quitosana é um biopolímero produzido a partir da quitina, presente na casca de crustáceos. Atualmente, o estudo de suas propriedades se deve às suas diversas utilizações nas áreas farmacêutica e alimentícia. A quitosana utilizada neste estudo foi quimicamente modificada para tornar-se solúvel em água (quitosana succinilada). Estudou-se a estabilidade de emulsões com d-limoneno para que estes dados sejam úteis na sua posterior utilização como agente de encapsulação de d-limoneno por liofilização. Sua estabilidade foi analisada por espectrofotometria, em diferentes temperaturas, e por cromatografia gasosa associada à técnica da análise do espaço livre, à temperatura ambiente. Sua caracterização foi feita por microscopia óptica. Emulsões de maltodextrina com d-limoneno foram utilizadas para comparação já que maltodextrinas são muito usadas como agentes de encapsulação de aromas. Observou-se boa estabilidade de emulsões de quitosana succinilada com d-limoneno ao longo do tempo e características muito distintas em relação às observadas em emulsões de maltodextrina com d-limoneno. Pode-se concluir neste estudo que emulsões de quitosana succinilada com d-limoneno apresentaram características favoráveis à encapsulação de aromas.

Produção de goma xantana obtida a partir do caldo de cana

Goma xantana é um heteroexopolissacarídeo sintetizado por Xanthomonas utilizando glicose ou sacarose como fontes de carbono, além de outros micronutrientes. É de grande aplicação industrial, devido às suas propriedades reológicas. O caldo de cana é rico em nutrientes, podendo ser utilizado como substrato para obtenção de xantana, viabilizando a produção no País pela redução dos custos. O objetivo deste estudo foi testar a produção da xantana obtida com diferentes cepas nativas de Xanthomonas em meio de cultivo composto de caldo de cana (XCC) e compará-la com os valores obtidos com a sacarose (XS). Foram preparados meios com o mínimo dos requerimentos nutricionais, contendo sacarose ou caldo de cana, suplementados apenas com uréia (0,01%) e fosfato (0,1%), fermentados em shaker (28 °C, 250 rpm, 120 horas). A maior produção de xantana foi obtida com a Xanthomonas campestris manihotis e caldo de cana (33,54 g.L-1), valor aproximadamente dez vezes maior que o obtido com a sacarose (3,45 g.L-1). A viscosidade aparente a 25 s-1, 2,0% de goma e 25 °C foi de 99,36 mPa.s para XCC e de 500,43 mPa.s para XS. A biossíntese da xantana a partir do caldo de cana merece peculiar atenção, constituindo-se numa possibilidade promissora para sua produção em larga escala.