Complexos polieletrólitos quitosano-carboximetilcelulose: estudo físico-químico e aplicabilidade como carreadores de vitaminas e adsorventes de poluentes

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Ferreira, Danielle Cristine Mota
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Ciência e Tecnologia de Alimentos
• Palavras-chave em Português: Colodais; Química supramolecular; Água - Purificação; Química, Física, Físico-Química e Bioquímica dos Alim. e das Mat.-Primas Alimentares
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31519; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.543

A área de Ciência e Tecnologia de Alimentos e setores de pesquisa e desenvolvimento industrial têm buscado estratégias que visam à diversificação de produtos e processos. Embora existam estudos que descrevem a importância da interação entre polissacarídeos e sua aplicabilidade tecnológica, ainda são escassos nas bases de dados disponíveis, estudos amplos que contemplem aspectos físico-químicos e técnico-funcionais sobre a interação entre quitosano (CHS) e carboximetilcelulose (CMC). Nesse sentido, foram estudados o efeito da proporção de mistura de quitosano e carboximetilcelulose, da temperatura e do pH na formação de sistemas macro e micro-estruturados. Os resultados de FT-IR revelaram que os complexos formados por CHS e CMC foram promovidos pela interação eletrostática e, possivelmente, por pontes de hidrogênio. Na proporção de 1:2 (CHS/CMC) e à 25 °C, o potencial ζ do sistema foi próximo de zero e os macro-complexos polieletrólitos (macro-PECs) tiveram rendimento máximo, apresentaram estrutura altamente porosa e visualmente estáveis em solução aquosa por semanas. Macro-PECs foram, portanto, aplicados como adsorventes de corantes (Amarelo Crepúsculo, Azul de Metileno, Vermelho Congo e Safranina) e metais pesados (Cd 2+ e Pb 2+ ). O modelo de adsorção de Langmuir sugeriu homogeneidade da superfície das partículas dos macro-PECs. A cinética de adsorção mostrou que os processos podem seguir o modelo de pseudo-primeira ou pseudo-segunda ordem. Já os micro-PECs se apresentaram como partículas coloidais dispersas, classificadas como amorfas e termicamente estáveis, eficazes no processo de entrega controlada de niacinamida, alcançando 4,85% e 80,78% e capacidade máxima de carga (LC) e a eficiência de encapsulamento (EE), respectivamente. O fator pH teve maior influência nas respostas (EE e LC) estudadas, sendo o processo de produção de estruturas carreadoras favorecido em valores de pH mais baixos (3,0). A utilização de tempos de processo mais curtos favoreceu a formação dos sistemas de carreamento em termos práticos e econômicos. O estudo de liberação in vitro de micro-PECs CHS/CMC de niacinamida, realizado em diferentes condições de pH, mimetizando a condição do trato gastrointestinal, indicou que a liberação máxima de niacinamida ocorreu após cerca de 4,5 h e as constantes do modelo de ordem zero (K 0 ) foram baixas e semelhantes para todos os sistemas estudados, demonstrando uma baixa taxa de liberação e indicando que o processo de liberação de niacinamida dos micro-PECs CHS/CMC ocorre principalmente por difusão. O impacto promissor dos sistemas macro e micro-estruturados de quitosano e carboximetilcelulose em sistemas-modelo de adsorção de poluentes, em sistemas aquosos, e em sistemas-modelo de liberação controlada de compostos bioativos hidrofílicos apontou ampla gama de técnico- funcionalidades em diversos setores, como por exemplo indústria alimentícia, química, têxtil e farmacêutica. Palavras-chave: Estruturas supramoleculares. Interação CHS-CMC. Sistemas coloidais. Tratamento de água poluída. Controle e liberação controlada.