Galactomananas de sementes de espécies brasileiras : otimização da extração, caracterização físico-química e por espalhamento de luz

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar os processos diretos e seqüenciais nos tempos de 1, 2, 3, 4, 6, 24 e 48 horas das extrações de galactomananas de sementes de bracatinga – GM (Mimosa scabrella), barbatimão – GS (Stryphnodendron adstringens) e guapuruvu – GG (Schizolobium parahybae). A eficiência das extrações foi avaliada através das análises por cromatografia de exclusão estérica de alta performance (HPSEC) acoplada aos detectores de espalhamento de luz laser com multiângulos (MALLS), índice de refração (RI) e viscosimétrico (VIS), (HPSECMALLS/IR/VIS). As extrações diretas de galactomananas de bracatinga apresentaram relação manose:galactose que variou de 1,1:1 a 1,2:1, para os polissacarídeos de barbatimão a variação foi de 2,0:1 a 2,6:1, enquanto para as extrações de guapuruvu a variação foi de 2,2:1 a 2,6:1. Para as extrações seqüenciais, a variação de galactomananas de bracatinga foi de 1,1:1 a 1,2:1, as galactomananas de barbatimão variaram de 2,0:1 a 2,3:1 e para os polissacarídeos de guapuruvu a variação ocorreu entre 2,5:1 e 4,2:1. As extrações diretas correspondentes aos tempos de 1 hora (GM1d), 6 horas (GS6d) e 2 horas (GG2d) para bracatinga, barbatimão e guapuruvu, respectivamente, foram as frações que apresentaram a melhor eficiência nos processos de extração, considerando rendimento e resultados obtidos por HPSECMALLS/RI/VIS, tais como massa molecular ponderal média (Mw), índice de polidispersão (Mw/Mn), raio de giro (Rg), taxa de recuperação (%) e viscosidade intrínseca ([h]w). Os rendimentos e valores de Mw das extrações escolhidas resultaram em 22,2% e 1,08x10^6 g/mol, 18,3% e 1,15x10^6 g/mol e 24,9% e 0,94x10^6 g/mol respectivamente para GM1d, GS6d e GG2d. Os valores de Mw encontrados corresponderam aos maiores valores de Rg e [h]w na maioria das extrações analisadas. As distribuições de massas moleculares apresentaram concordância com os resultados de Mw, pois evidenciaram elevadas massas moleculares nos tempos iniciais e degradação principalmente nos tempos de 24 e 48 horas de extração. Os resultados para as extrações diretas de 24 horas apresentaram as variações de 1,5x105 a 7x10^6 g/mol para bracatinga, 9x104 a 5,5x10^6 g/mol para barbatimão e 2x10^4 a 3x10^6 g/mol para guapuruvu. Os resultados obtidos permitiram verificar que cada fonte vegetal de galactomanana apresenta um tempo de extração direta eficaz relativa ao rendimento, ao comportamento macromolecular em solução e às características físico-químicas. Os resultados também favoreceram a aplicação industrial desses polissacarídeos como potenciais fontes de galactomananas.

Abstract: This study aimed to evaluate the extraction of galactomannans from seeds of (Mimosa scabrella) - GM, (Stryphnodendron adstringens) - GS and (Schizolobium parahybae) - GG in direct and sequential processes at the time 1, 2, 3, 4, 6, 24 and 48 hours. The efficiency of extraction was assessed through the analysis of high performance size exclusion chromatography (HPSEC) coupled to the multiangle laser light scattering (MALLS), refractive index (RI) and viscometric (VIS) detectors, resulting HPSECMALLS/RI/VIS. The direct extraction of M. scabrella galactomannans presented for mannose:galactose ranged from 1.1:1 to 1.2:1, for the polysaccharides of S. adstringens range was 2.0:1 to 2.6:1, while for the extraction of S. parahybae range was 2.2:1 to 2.6:1. For sequential extractions, the variation of M. scabrella galactomannans was 1.1:1 to 1.2:1, the S. adstringens galactomannans ranged from 2.0:1 to 2.3:1 and the S. parahybae polysaccharides variation occurred between 2.5:1 and 4,2:1. Extractions corresponding to direct time of 1 hour (GM1d), 6 hours (GS6d) and 2 hours (GG2d) for M. scabrella, S. adstringens and S. parahybae, respectively, were the fractions that presented the best efficiency in the extraction process, considering yield and results obtained by HPSEC-MALLS/RI/VIS, such as molecular weight average (Mw), polydispersity (Mw/Mn), radius of gyration (Rg), recovery rate (%) and intrinsic viscosity ([h]w). Yield and Mw values of the chosen extraction resulted in 22.2% and 1.08 x10^6 g/mol, 18.3% and 1.15 x10^6 g/mol and 24.9% and 0.94 x10^6 g/mol respectively for GM1d, GS6d and GG2d. The values of Mw found to the highest values of Rg and [h]w in most samples. Distributions of molecular weight have agreed with Mw because showed the highest values for molecular weights at the initial extraction times and degradation especially at 24 and 48 hours of extraction times The results for the 24 hours direct extractions showed variations of 1,5x105 and 7x10^6 g/mol for M. scabrella, 9x10^4 and 5,5x10^6 g/mol for S. adstringens and 2x10^4 and 3x10^6 g/mol for S. parahybae. The results obtained ensured that each plant source of galactomannan presents an effective time direct extraction on the performance, on its macromolecules in solution behavior and its physical-chemical properties. The results also had favored the industrial application of these polysaccharides as potential sources of galactomannans.