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Previous issue date: 2008-05-20 / The knowledge on the biopolymers properties are important to predict his future
industrial applications because reflects his chemical primary structure. Besides, the
physical and chemical characteristics of the biopolymers are a consequence of the
process used in his synthesis. The aim of this work was the study of the
hydrodynamic properties of solution of biopolymers xanthan synthesized by
Xanthomonas arboricola pv pruni, strains 06 and 82, and clairana FL, synthesized by
Beijerinckia sp. strain 7070, in 7L fermentation volume. The results from rheological
analysis, acetyl and piruvate content, ion content and thermal stability were
compared with the ones obtained for commercial xanthan. The commercial xanthan
is more efficient in the rheological properties due to divalent ion in their composition.
The results for acetyl and piruvate content were in accordance with the literature.
Thermal analysis showed presence of protein in the pv pruni xanthan´s and in
clairana, but not in commercial xanthan. Hydrodynamic properties behavior of
xanthan (Xc06), clairana and tara gum, in various concentrations, was examined
using dynamic light scattering. Concentration regimes were determined by critical
concentrations c* and c**, applying two methods. The first method was based on
diffusional coefficient behavior of a range of biopolymers concentrations. A
theoretical curve was proposed for results evaluation. With this method, c* and c**
were determined for xanthan and tara gum , but nor for clairana due to its non-regular
behavior. Distribution curves of relaxation times (DTR) were the second method
applied. Distribution curves for xanthan and tara gum presented different number of
relaxation modes. The concentrations where the number of modes did change
corresponds to the c* and c**, determined using the first method. So, the distribution
curves of relaxation times were obtained for clairana and the critical concentrations
determined. Size distribution, hydrodynamic radii and polydispersity index for
different concentrations were obtained from the respective correlation curves. The
parameters showed dependence with solution concentration. The size distribution
changed from monomodal to bimodal and to trimodal due to the increase in solution
concentration. This behavior was attributed to the slow motion in diffusion due to
particle aggregation formation. This aggregation causes hydrodynamic radii variation
because their radii are higher than the particle radius in dilute solution. The
polydispersity index increases with concentration increment, due to the appearing
new peaks, while the width of the peaks of size distribution decreases. / O conhecimento sobre as propriedades dos biopolímeros é importante para predizer
futuras aplicações industriais, pois reflete sua estrutura química primária. Além disso,
as características físicas e químicas dos biopolímeros microbianos são
conseqüência do processo utilizado em sua síntese. O presente trabalho teve como
objetivo realizar a caracterização das propriedades dinâmicas de soluções dos
biopolímeros xantana, sintetizada pela bactéria Xanthomonas arboricola pv pruni, e
clairana, sintetizada pela bactéria Beijerinckia sp., em volume de 7L. As análises
reológicas, o conteúdo dos grupos acetila e piruvato, o conteúdo de íons e a
estabilidade térmica foram comparados com os resultados obtidos para uma amostra
de xantana comercial. A amostra comercial apresentou propriedades reológicas
superiores aos demais biopolímeros, devido a presença de íons divalentes em sua
composição. Os resultados obtidos para o conteúdo de acetila e piruvato
apresentaram-se compatíveis com os resultados apresentados na literatura. A
análise térmica mostrou a presença de proteínas nas amostras de xantana do pv
pruni e na clairana, o que não ocorreu na amostra comercial. O comportamento das
propriedades hidrodinâmicas dos biopolímeros xantana (Xc06), clairana e tara, em
função da concentração das soluções, foi analisado utilizando a técnica de
espalhamento de luz dinâmico. Os regimes de concentração das soluções foram
definidos através da determinação das concentrações críticas c* e c**, aplicando-se
duas metodologias. A primeira metodologia foi baseada no comportamento do
coeficiente de difusão em função da concentração das soluções, propondo-se uma
curva teórica para avaliar os resultados. Aplicando esta metodologia, foi possível
determinar c* e c** para a xantana e a tara, mas não para a clairana, que apresentou
curva irregular. Na segunda metodologia foram analisadas as curvas de distribuição
dos tempos de relaxação (DTR) para as soluções de xantana e tara. Estas curvas
apresentaram diferente número de modos de relaxação, sendo observado que as
concentrações nas quais o número de modos sofreu modificação corresponderam às
concentrações c* e c**, determinadas utilizando a metodologia anterior. Foram então
obtidas as curvas de DTR para a clairana, sendo possível determinar as
concentrações críticas, bem como os regimes de concentração. Através das curvas
do coeficiente de correlação foram obtidas as distribuições de tamanho, os raios
hidrodinâmicos e o índice de polidispersão. Os parâmetros analisados apresentaram
dependência com relação à concentração das soluções. Conforme a concentração
das soluções aquosas aumentou, a distribuição de tamanhos por intensidade passou
de um comportamento monomodal para bimodal e trimodal. Este comportamento foi
atribuído a presença de modos lentos de difusão translacional ocasionados pela
formação de aglomerados de partículas. Estes aglomerados causaram variação nos
valores do raio hidrodinâmico por apresentarem raio hidrodinâmico superior ao raio
das partículas em solução diluída. O índice de polidispersão aumentou com o
aumento da concentração das soluções, devido ao surgimento de novos picos,
enquanto a largura dos picos de distribuição de tamanho diminuiu.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpel.edu.br:123456789/1261 |
| Date | 20 May 2008 |
| Creators | Diaz, Patrícia Silva |
| Contributors | CPF:21063990068, http://lattes.cnpq.br/8569203272232467, Vendruscolo, Claire Tondo |
| Publisher | Universidade Federal de Pelotas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, UFPel, BR, Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPEL, instname:Universidade Federal de Pelotas, instacron:UFPEL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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