Aula VII

Universidade Estadual de Feira de Santana
Departamento de Ciências Biológicas
Disciplina: PROTISTAS FOTOSSINTETIZANTES
OBTENÇÃO DE COLÓIDES DE ALGAS: ALGINATOS
1. ALGINAS
Algina é um nome coletivo para o ácido algínico e seus diversos sais. Sais do ácido
algínico (alginatos) ocorrem em todas algas pardas como componentes estruturais da parede e
nos espaços intercelulares. Todas espécies de Phaeophyceae com indivíduos de grandes
dimensões são fontes potenciais de ácido algínico para fins comerciais, particularmente, os
representantes de Laminariales e Fucales,
O ácido algínico é um polímero linear contendo seguimentos formados por seqüências
de: i) ácido D-manurônico; ii) ácido L-gulurônico e iii) com monômeros alternados de ambos
ácidos urônicos. A proporção e o tamanho desses seguimentos variam com a espécie, e
interferem nas propriedades e funções dos polímeros. Admite-se que a função da algina nas
algas vivas está relacionado à: i) estrutura da parede celular e coesão dos tecidos; ii)
resistência e flexibilidade do talo; iii) seletividade de cátions e iv) proteção contra a
dessecação.
O emprego comercial da algina está ligado, basicamente, a estas mesmas
propriedades.
Propriedades, usos e funções:
O alginato de sódio é o produto de maior emprego industrial, seguido dos alginatos de
potássio, amônio, cálcio e mistos, amônio-cálcio, sódio-cálcio bem como do próprio ácido
algínico. São produzidos em muitas formas que variam de peso molecular, conteúdo em
cálcio, tamanho e forma da partícula (granular ou fibrosa) e proporção de ácido D-manurônico
e ácido L-gulurônico.
As alginas possuem amplas aplicações, particularmente na área alimentícia, industrial,
biotecnológica e farmacêutica. Essas aplicações estão relacionadas, principalmente, com suas
propriedades de formação de géis, emulsões estáveis, filmes (tintas, vernizes, papeis
especiais) e retenção de água. O emprego dos sais de ácido algínico na preparação de moldes
dentários de secagem rápida deve-se a seletividade de cátions, que forma sais solúveis em
água com Na, K, Mg, Li e Fe e insolúveis com Ca, Ba, Pb, Hg, Sr. Ainda, com AI, Cu, Ni, Zn,
forma sais insolúveis na água que podem se tornar solúveis na presença de amônia.
Seu uso na indústria alimentícia expandiu-se com os chamados alimentos fabricados
(imitação de frutos, como cerejas e pimentões, cebolas, análogos de carne e pescados).
Dentre as aplicações biotecnológicas potenciais das alginas, destaca-se o encapsulamento
de organismos e células de animais ou plantas vivas, que podem ser usadas como produtores
de metabólitos. O processo é conhecido como sistema tecnológico de imobilização de bioconversores (células vivas ou mortas, mas enzimaticamente ativas, organelas ou certas
enzimas). Quando gotas de uma solução de alginato de sódio são adicionadas em uma
solução contendo íons de cálcio, ocorre a formação de uma película gelatinosa de alginato de
cálcio, insolúvel.
Este processo, envolvendo células de leveduras encapsuladas, foi
desenvolvido no Japão para produção comercial de metanol.
2. COLETA, SECAGEM E BRANQUEAMENTO
O primeiro passo compreende a correta identificação e coleta do material desejado. A
secagem é um método de preservação do material após a coleta, viabilizando seu transporte e
armazenamento. A desidratação pode ser natural ou artificial, devendo reduzir o conteúdo em
água para aproximadamente 20%, o que evita a fermentação e hidrólise dos polissacarídeos.
Para fins de análise, as algas secas devem ser novamente embebidas e lavadas em
água de torneira e periodicamente agitadas para separação manual de outros algas, animais,
calcário, areia, etc. Para determinações da porcentagem de rendimento, as algas limpas são
dessecadas até atingirem peso constante em estufa a 65 oC.
O branqueamento das algas pode ser feito antes da extração. Lavagens sucessivas em
água de torneira, alternadas com secagens ao sol são adequadas para remoção dos pigmentos
das algas vermelhas. Hipoclorito de Sódio (alvejante) costuma ser utilizado em processos
comerciais.
3. EXTRACÃO DE ÁCIDO ALGÍNICO E ALGINATO DE SÓDIO.
Para a extração de alginato utilizar-se-a 15g de Sargassum spp. seco e triturado. O
material deve ser lavado em água corrente para retirar as impurezas. Após a lavagem, colocar
o material em um becker de 1000mL e adicionr 500 ml de formaldeído a 0,4% por 30 minutos
com o objetivo de retirar os compostos fenólicos e clarificar o material.
Depois da lavagem do material em água corrente, adicionar 500 ml de ácido clorídrico
(HCl) a 0,1 M por 30 minutos, com o objetivo de retirar os compostos fenólicos ainda
presentes.
A extração alcalina propriamente dita, tem início adicionando 350 ml de carbonato de
sódio (Na2 CO3) a 2% por 1 hora à 50°C em banho maria.
Após o passo acima o material deve ser filtrado utilizando pano tipo “perfex”, desprezar
a alga. O filtrado será novamente tratado com o carbonato de sódio nas mesmas condições,
durante 1 hora, obtendo-se cerca de 500 ml de alginato de sódio.
OBTENÇÃO DE ALGINATO DE SÓDIO: 1º TRATAMENTO
Em um becker de 500mL, misturar 180 mL de alginato de sódio e 180 mL de álcool
etílico, numa proporção de 1/1 (v/v), com o objetivo de retirar parte da água, formando um
precipitado. Posteriormente, adicionar 95 ml de água e em seguida, 100 ml de cloreto de
cálcio (Ca Cl2) a 15%. O alginato de cálcio obtido, formará fibras gelatinosas insolúveis.
Posteriormente, para retirar o cálcio, adiconar 150 ml de ácido clorídrico (HCl) a 0,5 M. O
ácido algínico obtido não formará fibras e sim um gel. Adicionar 100 ml de carbonato de sódio
(Na2CO3) a 2%, aquecido à 50°C em banho maria por 1 hora. Em seguida adicionar 150 ml de
álcool etílico, o que formará fibras esbranquiçadas. Após filtração, secar as fibras em estufa a
60°C até completa desidratação. Macerar o material em almofariz, obtendo-se alginato de
sódio solúvel de coloração marrom escuro.
OBTENÇÃO DE ALGINATO DE SÓDIO:
hipoclorito de sódio
2º TRATAMENTO com pré tratamento com
Em um becker (500mL) colocar 75 ml de alginato de sódio e 75 ml de hipoclorito de
sódio (NaClO ) a 10%, numa proporção de 1/1 (v/v); a mistura deverá ficar amarelo claro.
Posteriormente, adicionar 150 ml de álcool na proporção de 1/1 (v/v) da mistura final,
resultando em um gel esbranquiçado.
Filtrar a solução para retirada das fibras e acrescentar 85 ml de CaCl2 a 15% por 15
minutos. Observar a formação de alginato de cálcio. Adicionar em seguida 100 ml de ácido
clorídrico a 0,5 M em água para retirada do cálcio, obtendo-se ácido algínico de consistência
fibrosa. Filtrar a solução para a retirada de fibras.
Colocar as fibras num becker (250mL) e acrescentar 100 ml de Na2CO3 à 50°C em banho
maria por 1 hora. Filtrar novamente a solução e as fibras levadas à estufa para secar. Após a
secagem macerar em almofariz, obtendo-se alginato de sódio de coloração branca.
OBTENÇÃO DE ALGINATO DE SÓDIO: 3º TRATAMENTO
A partir de 100 ml de alginato de sódio, adicionar diretamente 100 ml de ácido clorídrico
a 0,5 M, formando um precipitado fluído. Em seguida adicionar 200 ml de álcool para a
retirada de água, o que resultará em um precipitado fluído que após filtração, obtem-se um
gel de consistência firme. Em um becker de 250mL, colocar o gel e adicionar 100 ml de
carbonato de sódio (Na2CO3 ) a 2% à 50°C em banho maria por 1 hora. O alginato de sódio
solubilizará adquirindo coloração marrom. Em seguida adicionar 100 ml de álcool e filtrar a
solução. As fibras gelatinosas obtidas na filtração deverão ser desidratadas em estufa. Depois
de secas, macerar em almofariz obtendo-se alginato de sódio solúvel com coloração marrom
escura.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
McHugh, D. J. 1987. Production, properties and uses of Alginates. In: FAO Fisheries Technical
Papers, p. 58-115.
MATÉRIA PRIMA
Sargassum spp