Caracterização e uso da mucilagem do jaracatiá (Carica quercifolia (A. St.-Hil.) Hieron) na adsorção de papaína

Abstract

Os polissacarídeos provenientes das plantas são uma fonte interessante de aditivos para diversas indústrias, principalmente para a indústria alimentícia, farmacêutica e química. A mucilagem é composta quimicamente por água, pectinas, açúcares e ácidos orgânicos. O jaracatiá [Carica quercifolia (A. St.-Hil) Hieron] pertence à família Caricaceae e ao gênero Vasconcellea, sua caracterização é importante, visto que os dados referentes à espécie são escassos na literatura. A partir deste estudo foi possível propor aplicações, contribuindo, assim, com a preservação da espécie e o aproveitamento de novas fontes vegetais (biodiversidade brasileira). Foi determinada sua composição proximal, bem como análise dos grupos funcionais, composição mono e polisssacarídica, comportamento reológico e térmico. Após a caracterização, a reticulação da mucilagem foi proposta com o intuito de obter um adsorvente para proteínas. As características da mucilagem antes e após a reticulação foram determinadas, sendo identificados os grupos funcionais antes e após a reticulação, bem como a capacidade de adsorção das mucilagens reticuladas. A mucilagem liofilizada do jaracatiá apresentou em torno de 10,14 % de cinzas, 5,51 % de fibra alimentar, 37,52 % de carboidratos totais, 16,49 % de açúcares redutores, 3,66 % de lipídeos e a 16,04 % de proteína total; a atividade antioxidante foi de 27,46 % DPPH sequestrado e o teor de fenólicos de 173,19 mg·L-1 EAG. Com a pré-purificação a maior mudança foi em relação aos carboidratos totais, que diminuíram para 15,23 %, devido a eliminação dos açúcares redutores. O efeito antimicrobiano foi mais acentuado frente a Staphylococcus aureus do que para Escherichia coli. Os monossacarídeos identificados foram Rha, Ara, Xyl, Gal, Glc, GalA. A análise para RMN indicou que os polissacarídeos principais são compostos por uma porção de arabinogalactanas do tipo I. Os espectros FTIR mostraram que houve mudança química com a reticulação e, devido à multiplicidade de grupos funcionais o material apresenta superfície reativa. A mucilagem reticulada pode ser utilizada em processos de separação de proteínas. O mecanismo cinético que controla o processo de adsorção foi melhor representado pelo modelo de pseudo-segunda ordem e em relação a isoterma de adsorção o modelo que melhor se ajustou foi o de Freundlich. Na análise termogravimétrica, observou-se que acima de 523 K (250 ºC) o uso do material se torna inviável.<br>

Abstract : Polysaccharides from plants are an interesting source of additives for various industries, mainly for the food, pharmaceutical and chemical industries. Mucilage is chemically composed of water, pectins, sugars and organic acids. The jaracatiá [Carica quercifolia (A. St.-Hil) Hieron] belongs to the Caricaceae family and Vasconcellea genus. Its characterization is important since data on the species is scarce. With this study, it was possible to propose applications, contributing to the preservation of the species and the use of new plant sources (Brazilian biodiversity). Its proximate composition as well as the analysis of functional groups, mono and polysaccharide composition, rheological and thermal behavior were determined. After the characterization, the mucilage crosslinking was proposed in order to obtain a protein adsorbents. The characteristics of mucilage before and after crosslinking were measured, identifying functional groups before and after crosslinking, as well as the adsorption capacity of the crosslinked mucilage. The freeze-dried mucilage of the jaracatiá presented around 10.14% ash, 5.51% dietary fiber, 37.52% of total carbohydrates, 16.49% of reducing sugars, 3.66% lipids and 16.04% total protein. The antioxidant activity was 27.46% sequestered DPPH and the phenolic content of 173.19 mg L-1 GAE. With the pre-purification, the biggest change was observed for total carbohydrates, which decreased to 15.23% due to elimination of reducing sugars. The antimicrobial effect was more pronounced against Staphylococcus aureus than Escherichia coli. The monosaccharides identified were Rha, Ara, Xyl, Gal, Glc and GalA. The NMR spectra indicated that the major polysaccharides are composed of a portion of type I arabinogalactans. The FTIR spectra showed that there was a chemical change with the crosslinking and because of the multiplicity of functional groups the material has a reactive surface. The crosslinked mucilage may be used in protein separation processes. The kinetic mechanism that controls the adsorption process was best represented by the pseudo-second-order model. The model that best fit the sorption isotherm was the Freundlich. The thermogravimetric analysis showed that it is unfeasible the processing of this material above 523 K (250 °C).