Preparação e Caracterização de Epicuticular Filmes de Cera

Preparação e caracterização de epicuticular filmes de cera

Resumo

Os filmes de imersão de cera epicuticular (EW) foram preparados como sistemas modelo de filmes de cera epicuticular encontrados em plantas. Nestes filmes, a uniformidade de crescimento, superfície a morfologia e a hidrofobicidade foram examinadas. Foi observada uniformidade de crescimento (crescimento linear) apenas a partir da quinta camada por causa da influência de substrato. A morfologia da superfície dos filmes foi encontrada para ser composta de poros formada por agregados de moléculas EW, ambas com forma fractal. Um aumento no número de camadas de filme resultou no aumento do número de poros até um valor máximo seguido de uma diminuição. Esse aumento foi atribuído ao crescimento de agregados, enquanto a diminuição foi explicada pelo aumento do tamanho dos poros, porque durante o crescimento dos agregados, os pequenos poros são substituídos pelos grandes poros. A hidrofobicidade aumentou com o número de camadas, o que foi associado ao aumento das irregularidades na superfície causadas pelos poros e agregados. Dentro além disso, observou-se que o número de poros aumentou com a temperatura. Esta foi explicado pelo aumento na mobilidade das moléculas EW, o que levou a uma maior quantidade de moléculas EW depositadas. Com base em nossos resultados e nas vantagens oferecidas por imersão de filmes e incluindo o controle de espessura e estrutura e este tipo de o filme é viável como modelo para estudos de transporte cuticular de água em plantas.

Introdução

O filme de cera epicuticular (EW) desempenha um papel importante no controle da cuticular transporte aquático de plantas [1], essencial para sua sobrevivência e na área de conservação de alimentos [2]. Além disso, esses filmes são barreiras de proteção contra microrganismos como fungos e bactérias [3]. Muitos tipos de filmes EW podem serencontrados na natureza, que apresentam diferentes composições e estruturas químicas [4]. Em geral, os filmes EW são compostos de misturas de n-álcoois C20eC40, n-aldeídos, ácidos graxos de cadeia muito longa e n-alcanos [3]. Esses filmes têm espessuras que variam da escala nanométrica à escala micrométrica [5], e podem ter estruturas cristalinas [6]. Em particular, filmes EW de uvas foram estudadoscom foco no seu transporte difusivo de água, importante para a sua conservação e secagem [7]. A proteção contra patógenos, como Botrytis cinerea, também tem sido explorada [8]. Além disso, a formação, forma e modificações desses tipos de cera foram investigadas [9]. Filmes EW de plantas exibem morfologias superficiais formadas por poros [10] e apresentam hidrofobicidade. Essas propriedades podem contribuir para a permeabilidade cuticular à água, que então controla seu fenômeno de transporte de água.

O filme de cera epicuticular (EW) desempenha um papel importante no controle da cuticular transporte aquático de plantas [1], essencial para sua sobrevivência e na área de conservação de alimentos [2]. Além disso, esses filmes são barreiras de proteção contra microrganismos como fungos e bactérias [3]. Muitos tipos de filmes EW podem ser encontrados na natureza, que apresentam diferentes composições e estruturas químicas

[4]. Em geral, os filmes EW são compostos de misturas de n-álcoois C20eC40, n-aldeídos, ácidos graxos de cadeia muito longa e n-alcanos [3]. Esses filmes têm espessuras que variam da escala nanométrica à escala micrométrica [5], e podem ter estruturas cristalinas [6]. Em particular, filmes EW de uvas foram estudados com foco no seu transporte difusivo de água, importante para a sua conservação e secagem [7]. A proteção contra patógenos, como Botrytis cinerea, também tem sido explorada [8]. Além disso, a formação, forma e modificações desses tipos de cera foram investigadas [9]. Filmes EW de plantas exibem morfologias superficiais formadas por poros [10] e apresentam hidrofobicidade. Essas propriedades podem contribuir para a permeabilidade cuticular à água, que então controla seu fenômeno de transporte de água.

2. Materiais e métodos

A cera epicuticular (EW) foi extraída de uvas red globo (Vitis vinifera), que foram adquiridos em um mercado local. As ceras eram extraídas mergulhando as uvas em clorofórmio por 10 min à temperatura ambiente (23 C) [10]. Então, o material foi filtrada com papel de filtro. Antes do uso, o pó obtido foi armazenado em um dissecar por pelo menos uma semana para diminuir o solvente residual. A composição química do EW obtido foi determinada usando um espectrofotômetro FTIR (Perkin Elmer FTIR, Spectrometer 100, EUA). O espectro vibracional (Fig. 1) revelou bandas de vibração semelhantes encontradas na cera epicuticular típica de plantas, que são atribuídas a uma mistura de alcanos, álcoois, aldeídos, ácidos graxos, ésteres, triterpenóides e derivados do ácido hidroxicinâmico [12]. Para realizar todos os experimentos, uma solução estoque de EW e clorofórmio (5 mg / mL).[pic 1]

Fig. 1. Espectro de FTIR para pó de cera epicuticular de Vitis vinífera.

O experimento de uniformidade de crescimento foi realizado mergulhando uma lâmina de quartzo em a solução EW por 60 s, secando, e então obtendo um espectro UV-vis para determinar o valor máximo de absorbância em 195 nm. Este valor é diretamente proporcional à quantidade de moléculas EW depositadas durante a formação do filme [13]. Para neste experimento, um espectrômetro UV-visível (Thermolab, Genesys 10, EUA) foi usava. O experimento para estudar a influência do número de camadas na superfície a morfologia foi realizada com filmes de 1, 5, 10, 15 e 20 camadas depositadas sequencialmente usando um tempo de imersão de 60 s para cada um. Para evitar o efeito de alteração da concentração, cada filme foi feito em triplicata usando 10 mL de solução, que foi descartado após a imersão do filme. A análise da superfície morfologia dos filmes foi realizada com microscopia de luz (Celestron, LCD microscópio digital 44340, EUA) e um microscópio de força atômica (EasyScan II, NanoSurf Instruments, Suíça). Imagens AFM foram adquiridas usando toque modo (512 512 pixels) com uma área de digitalização de 2 mm 2 mm abaixo do ambiente doença.

A influência do número de camadas na hidrofobicidade dos filmes foi investigada usando um analisador de ângulo de contato de umedecimento interno descrito na literatura. [14]. Os ângulos de contato de umedecimento foram medidos por meio de gotas de água purificada (volume de 3 mL), que foram gentilmente colocadas nas superfícies do filme em condições ambientais. Seis medições foram feitas em locais diferentes em cada filme, e a incerteza foi representado pelo desvio padrão da amostra. A influência da temperatura sobre a morfologia dos filmes foi examinada mergulhando uma lâmina de quartzo em uma solução aquecida por banho térmico (SOLAB, SL 152, Brasil) em diferentes temperaturas (10, 15, 20, 30 e 40 C). A análise da morfologia superficial dos filmes foi realizada apenas com o microscópio óptico descrito anteriormente. Para os experimentos de a influência do número de camadas ou da temperatura na morfologia da superfície de dos filmes, a contagem dos poros dos filmes foi realizada utilizando o software ImageJ [15]. A contagem foi feita em imagens com tamanho de 20481536 pixels. As etapas usadas para o processamento e análise das imagens foram realizadas a subtração do fundo, a binarização e a seguir a contagem das partículas.