Departamento de Ciências Naturais - DCN

Universidade do Rio de Janeiro - UNIRIO

Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS

Escola de Ciências Biológicas - ECB

Departamento de Ciências Naturais - DCN

Disciplina de Química Orgânica

Prof.:

Curso: Ciências Biológicas

Aluno:

Turma: A                                                                N° da prática: 05

Prática realizada em: 07/05/2018

Extração de hidrocolóides (Galactomanana)

Rio de Janeiro

1. Objetivo

        O trabalho teve como objetivo a extração e purificação de galactomanana da semente de Cássia javanica e a verificação do seu rendimento.

1. Introdução

 Os vegetais fanerogâmicos possuem um tecido embrionário responsável pela nutrição do embrião durante seu desenvolvimento que se chama endosperma, encontrando-se mais desenvolvido nas Angiospermas. Este tecido é composto em grande parte por carbohidratos, proteínas e lipídeos, porém no grupo das Leguminosas  encontram-se indivíduos que possuem alto teor de proteínas e um tipo de polissacarídeo que só é encontrado nesse tecido chamado de Galactomanana [1, 8]. Os polissacarídeos são utilizados para diversos fins econômicos como biopolímeros, e se fazem muito presentes nas sementes da maioria das plantas brasileiras, destacando-se a galactomanana que é extraída principalmente de representantes da família Phabaceae; também possuem afinidade à água e comercialmente são extraídos principalmente dos endospermas e não das paredes celulares das sementes por causa da facilidade de extração naquela estrutura, sendo muito utilisados como emulsificantes e gelificantes pela indústria alimentícia, além de serem também testadas em uso medicinal no combate à Diabetes com as sementes da planta Cassia javanica, e também no combate à osteoartrite. As formas purificadas que são comercializadas são conhecidas como goma tara, alfarroba e guar, das famílias Caesalpinea spinosa, Ceratonia siliqua e Cyamopsis tetragonolobus, respectivamente [2, 6, 7, 8].  Esse polissacarídeo neutro é constituído por longas cadeias de manose com ligações β-(1-4) que conferem a rigidez e viscosidade à molécula, e essas cadeias principais possuem ramificações simples de galactose com ligações α-(1-6) que tornam a molécula mais solúvel em água. A razão manose por galactose é um fator que distingue as galactomananas, pois diferenças na quantidade dos polímeros podem mudar as características físico-químicas da molécula. O mecanismo de extração e separação desse polissacarídeo contempla as técnicas de centrifugação e de filtração, utilizando um não-solvente para formação do precipitado final do produto [3, 4, 5].

1. Materiais e métodos

Materiais:

1. Becher 250;
2. Manta de aquecimento;
3. Termômetro;
4. Funil de decantação;
5. Suporte universal;
6. Kitassato;
7. Funil de buchner;
8. Argola;
9. Garra
10. Filtro de papel;
11. Funil;
12. Becher 500 ml;
13. Tela de amianto;
14. Bastão de vidro;
15. Mufa;
16. Proveta 100 ml;
17.  Trompa de vácuo;
18. Pissete;
19. Espátula;
20. Vidro de relógio.

Reagentes:

1,0 g de semente moída de Cassia javanic;, água destilada; 200 ml  de ácool etílico.                                        

 

1.  Extração da galactomanana

Metodologia:

        Inicialmente foram pesados 1,0 g de semente moída de Cassia javanica dentro de um becher de 250ml em uma balança previamente tarada, em seguida completou-se as 100 g com água destilada utilizando um pissete. Após ter armado a manta de aquecimento sobre uma tela de amianto e suporte, o becher foi colocado dentro da manta e ela foi ligada, com um termômetro regulou-se a temperatura até 90 oC  durante 30 min agitando a mistura com um bastão de vidro. Passado esse tempo, a mistura final foi filtrada, com um filtro de papel, à vácuo utilizando um funil de buchner, kitassato e uma trompa de vácuo.

Esquema de aparelhagem:

[pic 1] [pic 2]

1. Precipitação

Metodologia:

Inicialmente transferiu-se a solução filtrada com um funil para um funil de decantação preso à uma argola em um suporte. Um becher de 500 ml foi colocado abaixo do funil contendo 200 ml de álcool etílico que foi medido em provetas de 100 ml. Gotejou-se lentamente a solução do funil sobre o álcool, e com um bastão de vidro agitou-se bem a mistura final e coletou-se o precipitado formado com o próprio bastão. Deixou-se secar o produto final, pensando-o e calculando seu rendimento em sequência.

Esquema de aparelhagem:

[pic 3]

1. Resultados e discussões

Obteve-se ao final do experimento um tecido fibroso semelhante ao do algodão como mostra a Fig 1 e um rendimento de 21% e foi calculado da seguinte forma:

Cálculo do rendimento:

 1,0 g (semente) ----- 100%

 0,21g (final) ----------- x%; x = (0,21*100)/1,0, Logo x = 21%

Antes da filtração por decantação da mistura notou-se o aspecto emulsificante do polissacarídeo, tornando uma solução que era líquida em uma mais espessa, característica notada por filho *

Durante o processo de extração a temperatura tem grande importância, pois aumenta a solubilidade da molécula de galactomana na água separando-a do material restante da semente, porém a temperatura não deve ultrapassar os 90 oC para que não aja perda do solvente por ebulição, porém a agitação da mistura também é crucial para que ocorra a quebra das moléculas as quais as galactomananas estão associadas. O método de filtração também é bastante eficaz na extração desse polissacarídeo, principalmente por favorecer ligações intra e inter-moleculares (Azero 2001). O método de precipitação por não-solventes para purificação das gomas é muito utilizado industrialmente por ser um método mais rentável e bem eficaz, consistindo sem se usar uma substância com a qual a galactomanana não tenha afinidade para separá-la da solução homogênea como afirma masuelli. O rendimento esperado para essa extração é de 30 %, porém pode ter ocorrido perda de solvente e de material no início do processo que gerou os 21% de rendimento.