(Craigie & Leigh 1973; Craigie 1990, Lewis et al. 1990; FAO 2003; Hayashi et al. 2007)

Transcrição

1 O que é Carragena? As carragenanas são polissacarídeos sulfatados utilizados principalmente na indústria alimentícia, de cosméticos e têxteis, como agente estabilizante, gelatinizante, espessante e emulsificante. (Craigie & Leigh 1973; Craigie 1990, Lewis et al. 1990; FAO 2003; Hayashi et al. 2007) Estes polissacarídeos sulfatados são um dos principais componentes da parede celular de Kappaphycus alvarezii, presentes também nos espaços intercelulares, e possuem função estrutural análoga a celulose (Craigie 1990, Hayashi et al. 2007). Rees (1969) comenta que a conformação do polissacarídeo é ocasionada por controles metabólicos. Ele atua na alga como um meio de proteção contra fatores estressantes, como a dessecação do talo por exposição ao ar e minimiza o rompimento dos talos, causados pela ação mecânica das movimentações de água (Craigie & Leigh 1973; Kloareg & Quatrano 1996; Craigie 1990, Reis et al. 2008). Nestas situações a alga secreta o composto mucilaginoso através da parede celular, que atua como regulador da hidratação, impedindo a perda de água da alga, durante a emersão, além de reduzir o efeito de fricção da superfície da alga, prevenindo-a da abrasão. Ao mesmo tempo, esses constituintes químicos oferecem maior flexibilidade à fronde para suportar a ação mecânica das ondas (Mathielson 1982, Craigie 1990). A flutuabilidade do talo é auxiliada por essa secreção da parede celular, permitindo o talo manter-se estendido para maior captação de energia luminosa e de nutrientes (Mathielson 1982). Além disso, a carragenana, como eletrólito aniônico, mantém o equilíbrio iônico da célula sendo muito importante para plantas que vivem em ambientes salinos (Percival 1979). Através das ligações dos cátions aos polissacarídeos negativamente carregados, a parede celular desempenha um importante papel de resistência adaptativa às trocas no ambiente iônico que ocorrem durante os ciclos de marés, além de atuar como uma barreira seletiva de íons essenciais ao desenvolvimento da alga (Mariani et al. 1990).

2 As trocas entre o meio externo e a alga são realizadas através da parede celular e as respostas adaptativas às variáveis ambientais adversas são realizadas por meio das mudanças físico-químicas na parede celular (Mouradi-Givernaud 1992). Fatores abióticos como temperatura, salinidade, luz, movimentação de água e nutrientes, além de fatores bióticos como herbivoria e auto sombreamento influenciam na produção de ficocolóides, tanto em qualidade quanto em quantidade (Percival & Mc Dowell 1967). São conhecidas várias frações de carragenanas, além de frações híbridas (Knutsen et al. 1994; Piculell 1995). As carragenanas gelatinizantes são esterificadas pelo sulfato na posição 4, na unidade a, as principais delas são as kappa e iota carragenanas (Fig. 1). A letra a indica a unidade com ligação a 1,3 de b-d-galactose-4-sulfato e a letra b indica as unidades com ligação b 1,4 de 3,6 anidro-a-d-galactose nas kappa carragenana e 3,6 anidro-a-d-galactose-2-sulfato, nas iota carragenana. As carragenanas não sulfatadas na posição 4 (Fig. 2), mas tendo o radical sulfato em outras posições, pertencem à família das lambda carragenanas. Esse grupo pode ser definido como livre da unidade b-d-galactose-4-sulfato ou da unidade 3,6 anidro-a-d-galactose. A lambda carragenana é constituída por repetições regulares das unidades com ligação a 1,3 de 2-sulfato-b-D-galactose e unidades com ligação b de a-d-galactose 2,6-disulfato (Reis 1998). Figura 1: Estrutura de kappa e iota carragenana. A letra a e a b referem-se aos monômeros que formam cada dímero do polímero da carragenana. Adaptado de Reis (1998).

3 R = H Þ kappa carragenana R = SO 3 Þ iota carragenana Figura 2: Estrutura da lambda carragenana. A letra a e a b referem-se aos monômeros que formam cada dímero do polímero da carragenana. Adaptado de Reis (1998). A demanda mundial de matéria prima para a produção de kapa carragenana é crescente principalmente devido ao aumento de novos mercados (Ask & Azanza 2002). Estima-se um aumento anual de cerca de 5% ao ano para as próximas décadas (Eklöf et al. 2005). Das famílias das carragenanas a mais utilizada comercialmente é a kappa, que fornece gel mais duro e quebradiço e a iota com gel mais macio e elástico (Reis 1998). Ambos os géis são termo reversíveis. A fração não gelatinizante, a lambda, tem como principal característica viscosidade elevada. Esses polissacarídeos são utilizados principalmente na indústria alimentícia por produzirem soluções de alta viscosidade e géis e por reagirem com proteínas, especialmente com a caseína (presente no leite). Isso possibilita a preparação de géis à base de leite resistentes (Glicksman 1987). Outras importantes aplicações são com cosméticos, fármacos, suspensões industriais e tinturas (Piculell 1995). Industrialmente se distinguem dois tipos de carragenanas: a

4 refinada que é uma carragenana mais límpida, pura e com maior força de gel e a semi-refinada que é mais rica em celulose, de obtenção mais rápida e menos onerosa. Os métodos de extração de carragenanas são diversos. Basicamente, envolvem lavagens, seguidas da digestão em água quente ou soluções levemente alcalinas (Hayashi 2001). O procedimento para obtenção de carragenana semi-refinada consiste de lavagens das algas para remoção de tudo que se dissolva em solução alcalina, deixando a carragenana e outras matérias insolúveis na estrutura do talo. Esse resíduo insolúvel, composto por carragenana e celulose, é seco, moído e embalado como carragenana semirefinada (McHugh 2003). A funcionalidade das carragenanas em suas várias aplicações depende de suas propriedades reológicas. A dureza e a viscosidade do gel estão entre as propriedades mais visadas na aplicação comercial dos ficocolóides (Craige 1990). A formação do gel termo reversível consiste na formação de duplas-hélices da cadeia de carragenana, obtida através de aquecimento (Fig.3). Com o resfriamento, estas duplas-hélices se agregam formando uma rede tri-dimensional através da associação de várias cadeias permitindo que a hélice de uma cadeia possa formar hélices com outras cadeias, provocando a formação de géis (Glicksman 1983).

5 Figura 3: Mecanismo de gelatinização das carragenanas. Esquema de Hayashi (2001). Até 1975, cerca de 80% da matéria prima para a produção de carragenanas era proveniente de Chondrus crispus Stackhouse e de várias espécies do gênero Gigartina Stackhouse e Iridae Bory, oriundas do Canadá (Pringle & Mathieson 1986; Areces 1995). Posteriormente, de espécies de Gigartina da França, Angentina e Chile e de eucheumatoids (Philp & Campbell 2006). A comercialização das espécies de Kappaphycus foi iniciada com a finalidade de complementar a goma obtida de Chondrus crispus. Na última década, K. alvarezii foi responsável pelo fornecimento de 71% de toda matéria prima utilizada para a extração de carragenana do tipo kappa (Areces 1995). Em 1997, devido ao grande avanço nas técnicas de extração e conseqüente melhoria destes ficocolóides, a carragenana semirefinada foi liberada para consumo humano, pela U.S Food and Drug Administration, o que ocasionou um aumento no mercado que pertencia a carragenana refinada, principalmente por indústrias farmacêuticas e em alguns produtos lácteos. Tal liberação propiciou um aumento na gama de produtos de mercado para a carragenana semi-refinada devido ao preço mais acessível. Retorne a Carragenas