MSc. Wagner Fernando Fuck Letícia Pavoni Grasselli Drª Mariliz Gutterres

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1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Departamento de Engenharia Química Laboratório de Estudos em Couro e Meio Ambiente ESTADO DA ARTE E DESENVOLVIMENTO DE BIOCORANTES PRODUZIDOS POR FUNGOS PARA TINGIMENTO DE COURO MSc. Wagner Fernando Fuck Letícia Pavoni Grasselli Drª Mariliz Gutterres

2 FUNGOS Problemas ou alternativas? 2

3 Motivação Fonte de substâncias: Seguras à saúde humana; Ambientalmente corretas; Produção independente; Inovação tecnológica. 3

4 Objetivos Estrutura 1. Biocorantes; 2. Potencial uso de fungos; 3. Metabolismo dos fungos; 4. Estudos de biocorantes; 5. Testes em laboratório; 6. Etapas de produção e aplicação; 7. Etapa de tingimento de couro; 8. Variáveis do tingimento; 9. Controles no tingimento; 10. Análises da qualidade. 4

5 1. Biocorantes Biocorantes são corantes naturais sintetizados e extraídos a partir de micro-organismos. Alternativas ao uso de corantes sintéticos 5

6 1. Biocorantes Os micro-organismos conhecidos por produzir biocorantes: Fungos Algas Filamentosos Cogumelos INTERESSE BIOTECNOLÓGICO 1. Diversos metabólitos; 2. Substratos simples; 3. Baixo custo de produção. Difícil produção em larga escala. Líquens 6

7 2. Potencial uso de Fungos ALIMENTOS Prod. Fermentados; Proteína microbiana; Fungos comestíveis. METABÓLITOS Biocorantes. AMBIENTE Biodegradação; Trat. Biológico. BIOTRANSFORMAÇÃO Esteróides; Fermentação. FUNGOS IND. FARMACEUTICA Hormônios; Antibióticos. ENZIMAS AGRICULTURA Biopesticidas; Controle biológico. 7

8 3. Metabolismo dos Fungos Metabolismo: conjunto processos bioquímicos que a célula utiliza como recursos para sua sobrevivência, crescimento e reprodução. Metabólitos: qualquer substância produzida como intermediário químico nas reações catalisadas por enzimas do metabolismo sendo divididos em: 1. Metabólitos Primários 2. Metabólitos Secundários 8

9 3.1 Metabólitos Primários Fornecem energia e precursores químicos essenciais para o crescimento e reprodução dos organismos; Metabólitos primários usados nas indústrias de alimentos: Alcoóis; Aminoácidos; Ácidos orgânicos; Polióis; Polissacarídeos; Açúcares; Vitaminas. 9

10 3.2 Metabólitos Secundários Derivados de metabólitos primários; Não são essenciais para o crescimento e reprodução; Atividades antibióticas e de importância farmacêutica; Podem ser superproduzidos em cultivo adequado; Podem desempenhar funções diferenciais como hormônios sexuais e efeito inibidores a outros microrganismos; 10

11 4. Estudos de Biocorantes Fungos Cor Observações Monascus Purpureus Isaria spp Emericella spp. Fusarium spp Vermelho Marrom Rosa Vermelho A melhor condição de tingimento de couro foi em concentração de 6%, ph = 5, 120 min e 70 C; Monascus spp. Laranja e amarelo Estável ao calor e ph, solúveis em água reagindo com aminoácidos; Penicillium fagi Azul Ainda não caracterizados; Penicillium herquei Amarelo Potencial uso em alimentos, ação antioxidante do tocoferol; Epicoccum nigrum Amarelo e laranja Propriedade antioxidante e alto poder de coloração; Paecilomyces sinclairil Vermelho, ph=3-4 Violeta, ph=5-9 Rosa, ph=10-12 Estável a luz, alta produção por cultivo submerso. 11

12 5. Testes em Laboratório 12

13 5. Testes em Laboratório 13

14 5. Testes em Laboratório 14

15 5. Testes em Laboratório 15

16 6. Etapas da Produção e Aplicação de Biocorantes Isolamento Identificação molecular Caracterização de cultivo Fermentação líquida Purificação Concentração Extração Análise do corante Análise de propriedades bioativas Tingimento de couro Testes da qualidade 16

17 7. Etapa de Tingimento Propriedades estéticas determinantes, cor constante e uniforme. Diretamente relacionada com a aceitação do produto. Praticamente, todos os couros são tingidos com substâncias sintetizadas (corantes artificiais). Mais de 90% de todos os couros tingidos em todo mundo usam corante(s) contendo o cromóforo azo (-N=N-). 17

18 8. Variáveis do Processo Fatores que influenciam no tingimento: Características do corante; Temperatura; Volume do banho; Ação mecânica; Outros insumos do processo 18

19 9. Controles no Tingimento ph Controles Atravessamento Cor e igualização de tonalidade Esgotamento de corante no banho Observações Fundamental para garantir a condição ideal para difusão e posterior fixação dos corantes às fibras colagênicas do couro. Revela o quanto o corante penetrou no couro. Caso o corante não esteja distribuído em todo o corte transversal do couro, o tingimento deve continuar. Ao final da etapa de tingimento, o couro seco deve apresentar coloração adequada e uniforme em toda superfície. A exaustão do corante do banho no decorrer do tempo de tingimento reflete a absorção do corante pelo couro. 19

20 10. Controles da Qualidade Solidez da cor Luz e calor Luz Solar Luz Artificial (UV) Envelhecimento Meio aquoso Lavagem Suor Migração em solvente Lavagem a seco Migração ao PVC Fricção Observações A degradação da cor do couro pela ação da luz e calor depende do tipo de corante (grupo cromóforo) e do conjunto de produtos químicos utilizados no seu processo de produção. Depende das propriedades dos componentes do corante. Consiste na transferência de corante não fixado no couro em meio líquido para outro substrato. Transferência (migração) do corante para um substrato através de um solvente não aquoso. 20

21 Conclusão Fungos filamentosos são fontes para produção de biocorantes; Exige conhecimentos multidisciplinares das áreas de microbiologia, bioengenharia e processos da indústria do couro / colágeno; O desenvolvimento de tingimento com biocorantes é uma alternativa promissora para a produção de artigos de couro. 21

22 Agradecimentos MSc. Wagner Fernando Fuck 22