Universidade Federal do Cearà / The demand for biodegradable materials extracted from renewable sources that have high performance and lower cost is increasingly growing. The galactomannan extracted from Cassia fistula seeds was characterized by several methodologies: Elemental Analysis; Protein content; Uronic acid content; Gel Permeation Chromatography (GPC); Intrinsic Viscosity; Rheological Studies;Turbidity;
Thermogravimetry; Infrared and 1H, 13C NMR. The yield of the extraction was 26.5 % m/m. The values obtained for protein content, humidity and uronic acid content
were: 2.5%, 11.9% and 3.6% respectively. The values of molar weight (Mw = 2.2 x106g/mol) and intrinsic viscosity (9.73 dL/g) found for GCF were close to those from
locusta bean galactomannan. For galactomannan of locusta bean is the second galactomannan commercializes most in the world, for this reason a comparative between GCF was done andGLB. The rheological analysis showed that GCF
solutions exhibited pseudoplastic behavior at concentrations higher than 1%. Thermogravimetry analysis for GCF showed three events: 1Â related to water loss;
2Â related to matter decomposition and the 3Â related to loss of organic matter which is more resistant to degradation. The infrared spectrum showed characteristic bands for polysaccharide and the 1H and 13C NMR spectra showed galactomannan characteristic peaks. The ratio mannose/galactose of GCF determined by 1H NMR spectrum analysis was 3.2, value close to that one from locusta bean galactomannan. The GCF was modified by reacting with sodium periodate at several concentrations to obtain the modified polysaccharide with oxidation degrees of: 10%; 20%; 50%; 65% and 80% [(periodate molar rate/glycosidic unities) x100]. The yield values obtained for the reactions were around 70% w/w. The oxidated materials were characterized by Rheology; GPC and 1H ,13C NMR. It was observed a decrease of molar mass (Mw) of 2.3 x 106
g/mol (GCF) to 6.4 x 104 g/mol (GCFO10%). As the degree of oxidation increases there is a reduction of the molecular weight, confirming that there was a degradation of the polymeric chain by the oxidation reaction with sodium periodate. The rheological analysis for 1% (w/v) non-modified GCF solutions and of GCFOXâs showed a reduction of apparent viscosity with oxidation degree increase (at 596 s-1): of 60.0 mPa.s (GCF) to 14 and 1.7 mPa.s (GCFO10) and 80%, respectively. The 1H NMR spectra showed for samples until 20% a few signals on anomeric
range, when compared with samples with oxidation degree higher than 50 %. The ratio Man/Gal increased from 3.2 for the original sample to 3.3 and 4.6 for those
samples of 10 and 20%, respectively. That increase means that the oxidation takes place preferably at the galactose units. / A procura por materiais biodegradÃveis, extraÃdos de fontes enovÃveis que apresentem alto desempenho e um menor custo à cada vez mais rescente. A galactomanana extraida das sementes de Cassia fistula (GCF) foi caracterizada atravÃs das anÃlises elementar; teor de proteÃna; teor de Ãcido urÃnico;cromatografia de permeaÃÃo em gel; viscosidade intrinseca; estudos reolÃgicos; turbidez; anÃlise termogravimÃtrica; espectroscopica na regiÃo do infravermelho e
RMN de 1H e 13C. O rendimento da extraÃÃo foi de 26,5 % em massa. Os valores de teor de proteÃna, umidade e Ãcido urÃnico obtidos foram de 2,5%, 11,9% e 3,6%, respectivamente. O valor da massa molar mÃdia (Mw) (2,2 x 106 g/mol) e viscosidade intrÃseca (9,73 dL/g) encontrado para GCF foram prÃximos aos valores encontrados para galactomanana de locusta bean. As anÃlises reolÃgicas mostraram que as soluÃÃes de GCF apresentam comportamento pseudoplÃtico em concentraÃÃes acima de 1% m/v. Na anÃlise termogravimÃtrica a amostra de GCF apresentou trÃs eventos, o 1 referente à perda de Ãgua; o 2 evento referente à decomposiÃÃo da matÃria e o 3 evento referente à perda da matÃria orgÃnica mais resistente a degradaÃÃo. O espectro de infravermelho mostrou bandas caracterÃsticas de polissacarÃdeo e os espectros de RMN de 1H e 13C mostraram picos caracterÃsticos de galactomanana. A razÃo manose/galactose da
GCF determinado pelo espectro de RMN de 1H foi de 3,2 razÃo prÃxima a galactomanana de locusta bean (GL). A galactomanana da locusta bean à a segunda galactomanana mais comercializada no mundo, por essa razÃo foi feito um comparativo entre a GCF e a GL. A GCF foi modificada atravÃs da reaÃÃo com periodato de sÃdio em vÃrias concentraÃÃes para obter o polissacarÃdeo modificado com graus de oxidaÃÃo de 10%; 20%; 50%; 65% e 80% [(razÃo molar
de periodato/unidades glicosÃdicas)x100]. Os valores obtidos do rendimento das reaÃÃes foram em torno de 70% em massa. Os materiais oxidados foram caracterizados atravÃs das anÃlises reolÃgicas, por GPC e RMN 1H e 13C. Observa-se uma diminuiÃÃo da massa molar (Mw) de 2,3 x 106 g/mol da GCF para 6,4 x 104
g/mol da galactomanana de Cassia fistula oxidada a 10% GCFO10%).A
medida que aumenta o grau de oxidaÃÃo ocorre uma reduÃÃo da massa molar, confirmando que houve uma degradaÃÃo da cadeia polimÃrica pela reaÃÃo de oxidaÃÃo com o periodato de sÃdio. A anÃlise reolÃgica de soluÃÃes 1% (m/v) de GCF nÃo modificada e das galactomananas de Cassia fÃstula oxidadas (GCFOXâs) mostrou uma reduÃÃo da viscosidade aparente com o aumento do grau de
oxidaÃÃo: de 60,0 mPa.s da GCF para 14 e 1,7 mPa.s da GCFO10% e
GCFO80%, respectivamente. Os espectros de RMN 1H mostraram que para as amostras com o grau de oxidaÃÃo atà 20% aparecem poucos novos sinais na regiÃo de anomÃrico, quando comparados com as amostras com grau de oxidaÃÃo acima de 50%. A razÃo Man/Gal aumenta de 3,2 da amostra original para 3,3 e 4,6 nas amostras de 10 e 20%, respectivamente. Esse aumento indica que a oxidaÃÃo ocorre preferencialmente nas unidades de galactose.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5532 |
| Date | 14 May 2012 |
| Creators | Leonira Morais da Silva |
| Contributors | Jeanny da Silva Maciel, Francisco AudÃsio Dias Filho, Daniele Maria Alves Teixeira |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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