Orientador : Prof. Dr. Diogo R. Bazan Ducatti / Coorientadores : Prof. Dr. Miguel Daniel Noseda, Prof. Dr. Alan Guilherme Gonçalves / Sem cópia digital / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 20/03/2015 / Inclui referências : f. 120-134 / Resumo: As carragenanas são polissacarideos extraídos da matriz extracelular de algas vermelhas, pertencentes a família das galactanas sulfatadas, muito utilizadas na indústria alimentícia como espessante, gelificante, estabilizadora de viscosidade e textura. A odificação química de polissacarideos pode alterar caracteristicas fisico-químicas agregando-lhes valor economico. Dentre essas modificações, a oxidação seletiva e de grande interesse porque gera acidos poliuronicos com ampla aplicação na indústria como, por exemplo, na geleificação, complexação, antifloculação, adesão, bem como uma serie de atividades biológicas, como a atividade anticoagulante. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo principal oxidar seletivamente as carragenanas kappa-, iota-, theta-, lambda- e o hibrido iota/nu em diferentes proporcoes utilizando o catalisador N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) e o co-oxidante acido tricloroisocianurico (TCCA) em solução aquosa tamponada em pH 9,6 para produzir uma carboxila no carbono C6 da unidade monossacaridica (¨3)-ƒÀ-D-alactopiranose. Inicialmente, foi realizado um estudo da reacao de oxidacao seletiva utilizando a kappa-carragenana como substrato e variando os equivalentes de TCCA (0,2; 0,5; 1; 2 e 3). As reacoes foram analisadas atraves de Ressonancia Magnética Nuclear (RMN) 1H indicando a entrada do grupo carboxila de acordo com o aumento do número de equivalentes. Assim, foram realizadas oxidações com 3 equivalentes de TCCA, por 15 horas ou por 2 horas. Foram obtidas oito frações a partir das carragenanas com diferentes graus de oxidação: ƒÈOT, ƒÇ/ƒËOT, ƒÇOP, ƒÇOT, ƒÆOP, ƒÆOT, ƒÉOP e ƒÉOT. Estas fracoes foram caracterizadas utilizando espectroscopia de infravermelho (FTIR) e RMN (1H, 13C e HSQC). Com os dados de literatura e mapas de correlação heteronucleares HSQC foi possivel realizar o assinalamento de RMN das diades produzidas apos a oxidação seletiva C6. A massa molecular relativa das carragenanas nativas e oxidadas foram determinadas utilizando tres curvas padrões de calibração. Análises cromatograficas em HPSEC-MALLS/IR foram utilizadas para a determinação de Mw.
As análises revelaram diminuições em Mw após as oxidações e um aumento de solubilidade para a iota- e theta-carragenanas oxidadas, porem com maiores graus de oxidação observa-se diminuicao das taxas de recuperacao para as fracoes ƒÈOT, ƒÇ/ƒËOT, ƒÇOT, ƒÉOP e ƒÉOT sugerindo formação de agregados. As amostras nativas e oxidadas da theta-carragenana (ƒÆN, ƒÆOP e ƒÆOT) foram testadas por aPTT in vitro e apresentaram atividade anticoagulante dose-dependente em potencias diferentes. Os oxidados apresentaram uma potencia maior em relação ao biopolimero nativo, sendo a fracao com oxidação parcial (ƒÆOP) (80% de oxidaço) a que apresentou maior efeito anticoagulante.
Palavras-chave: Polissacarideos, galactanas sulfatadas, carragenanas, oxidação seletiva. / Abstract: Carrageenans are polysaccharides extracted from extracellular matrix of red
seaweeds that belong to the family of sulfated galactans. They are widely used in
food industry as thickening, gelling and stabilizing agents. Chemical modifications of
polysaccharides have been reported in order to improve physicochemical properties.
The selective oxidation of sulfated polysaccharides can produce polyuronic acids derivatives with defined sulfation pattern and potential biological and technological application. Thus, the aim of this work is the selective oxidation of the kappa-, iota-, iota/nu, theta-, and lambda-carrageenan using 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) and trichloroisocyanuric acid (TCCA) in a carbonate buffer (pH 9.6). Initially, we performed a study of selective oxidation reaction using the kappacarrageenan as substrate and increased amounts of TCCA (0.2, 0.5, 1, 2 and 3 equivalents). The carboxyl group in the polysaccharide backbone was detected using 1H NMR. It was observed that the increase of TCCA amount gave higher oxidation rate in the carrageenan backbone. The preparative reactions were performed using 3 equivalents of TCCA for 2 or 15 hours to give the following fractions with different degree of oxidation: êOT (87%) (from kappa); é/íOT (>95%) (from iota/nu-), éOP
(42%) and éOT (>95%) (from iota-); èOP (80%) and èOT (>95%) (from theta-) and ëOP (83%) and ëOT (>95%) (from lambda-). All the fractions were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), 1H,13C and HSQC NMR. The anticoagulant activity of native and oxidized fractions of theta-carrageenan (èN, èOP and èOT) were determined by aPTT. The oxidized fractions showed better activity than native polysaccharide, indicating that selective oxidation increased the anticoagulant property.
Keywords: Polysaccharides, sulfated galactans, carrageenans, selective oxidation, TEMPO, TCCA.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/48457 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Santos, Gislaine Cristina dos |
| Contributors | Noseda, Miguel Daniel, Gonçalves, Alan Guilherme, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências (Bioquímica), Ducatti, Diogo Ricardo Bazan |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 137 f. : il., tabs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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