KLAIC, Paula Michele Abentroth. Parâmetros reológicos e resistência térmica de xantana de Xanthomonas arboricola pv pruni: potencialização por desacetilação, reticulação e troca iônica. 2016. 163f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2016.
Xantana é a denominação que recebem os heteropolissacarídeos produzidos por bactérias do gênero Xanthomonas; tem sido denominada xantana pruni as xantanas produzidas pela espécie X. arboricola pv pruni. As xantanas, em geral, são polímeros aniônicos cujas propriedades são afetadas por sua composição química, estrutura terciária e quaternária e massa molecular. Portanto, modificações químicas, qualitativas ou quantitativas, realizadas após fermentação, são uma alternativa para conferir ou modificar as propriedades do polímero. As xantanas pruni naturais foram produzidas for fermentação submersa das cepas 101 e 106 de X. arboricola pv pruni. Para avaliar a influência do pH do processo fermentativo na autodesacetilação da xantana pruni, conduziu-se os processos nos pH7 e pH9, obtendo-se um total de 4 xantanas pruni naturais. O pH alcalino reduziu o grau de acetilação das xantanas em relação às obtidas em pH neutro, sendo a autodesacetilação um processo cepa dependente, resultando em polímeros total e parcialmente desacetilados para as cepas 101 e 106, respectivamente. A autodesacetilação, parcial ou total, aumentou a viscosidade e o ponto de fusão dos polímeros. Para cepa 106 a autodesacetilação diminuiu a perda de massa ao passo que para cepa 101 aumentou, sugerindo menor estabilidade térmica. Objetivando avaliar a influência dos parâmetros reagente, tempo e temperatura no processo de desacetilação termoquímica pós-fermentativa, submeteu-se o polímero com maior teor de acetila (cepa 106 em pH7) à reação de desacetilação utilizando-se dois álcalis (NaOH e NH4OH), duas temperaturas (45 e 65ºC) e dois tempos (3 e 6h). A desacetilação foi mais efetiva utilizando-se o álcali mais forte (NaOH), para o qual os parâmetros tempo e temperatura não foram significantes. Assim, selecionou-se, para aplicação nas xantanas pruni Xp 101 pH7 e Xp 106 pH9 NaOH associado aos menores tempo e temperatura, 3h e 45ºC. A desacetilação termoquímica pós-fermentativa não aumentou a viscosidade das xantanas pruni naturais e diminuiu a estabilidade térmica. Para avaliar a influência dos parâmetros do processo de reticulação mediada por glutaraldeído nas propriedades reológicas e térmicas das xantanas pruni, o trabalho foi desenvolvido em três fases. Na primeira fase avaliou-se a influência da concentração de agente reticulante (0,05%; 0,1%; 0,5% e 1%) e
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do tempo de reação (0,5h; 1h e 2h), à temperatura fixa de 25ºC, utilizando a xantana da cepa 101 produzida em pH9 (totalmente autodesacetilada). Selecionou-se o tempo de 2h, a menor e a maior concentração de reticulante, por proporcionarem maior incremento de viscosidade e resistência térmica, respectivamente. A segunda fase foi conduzida com as demais xantanas pruni naturais e desacetiladas termoquimicamente, utilizando os parâmetros selecionados na fase anterior. Para a terceira fase, estudo da influência da temperatura (45 a 100ºC) selecionou-se a concentração de 1% de agente reticulante. O tratamento a 45ºC resultou no maior incremento da viscosidade, enquanto que o tratamento a 25ºC resultou no maior incremento da resistência térmica. A reticulação foi mais efetiva para as xantanas desacetiladas, resultando em xantanas com viscosidades e viscoelasticidades extremamente elevadas, principalmente as xantanas pruni da cepa 106. Apesar da desacetilação termoquímica pós-fermentativa não ter aumentado a viscosidade das xantanas pruni, é uma modificação química importante, uma vez que possibilitou a obtenção dos polímeros com os maiores incrementos nas propriedades reológicas e térmicas após a reticulação. Finalmente, selecionou-se as xantanas de melhor resultado na reticulação, bem como as respectivas xantanas naturais e desacetiladas e realizou-se a comparação e associação das modificações químicas de desacetilação, reticulação e troca iônica. A troca iônica (substituição dos íons naturalmente presentes por Na+) incrementou os parâmetros reológicos de todas as xantanas naturais e desacetiladas, e aumentou a resistência térmica de todas as amostras, com exceção da xantana Xp 106 pH9 natural, mas, como modificação única, foi relevante apenas para as xantanas pruni naturais. As xantanas desacetiladas reticuladas tiveram seus parâmetros reológicos diminuídos após a troca iônica. Assim, conclui-se que os parâmetros reológicos e resistência térmica das xantanas pruni naturais podem ser incrementados por modificações químicas e que associações de modificações químicas podem ou não serem relevantes a esse respeito.