ÁREA
Química Ambiental
Autores
Leite, Y.C.F.L. (IFPA) ; Gomes, H.I.O. (UFOPA) ; Luz, P.T.S. (IFPA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA)
RESUMO
Com as demandas ambientais geradas na busca pela substituição do plástico convencional, se faz avanços na utilização de recursos sustentáveis gerados pela reutilização de resíduos pesqueiros, entre esses recursos se encontra a quitosana. O objetivo do trabalho é extrair, purificar e caracterizar a quitosana extraída do peixe amazônico matrinxã. A metodologia consiste na extração com solução ácida, desacetilação com solução básica e neutralização do material, em seguida foi caracterizado com infravermelho, DRX e MEV. Os resultados das caracterizações indicaram que o material extraído tinha as características da quitosana comercial, tanto em sua composição, quanto na sua estrutura e morfologia. Se conclui que o resíduo do matrinxã pode ser usado como fonte do composto.
Palavras Chaves
Matrinxã ; Biopolímero ; Quitosana
Introdução
Entre as demandas exigidas nas últimas décadas está na substituição de plásticos (polímeros) de fontes fósseis (petróleo), sendo um material que, tanto sua síntese quanto o seu descarte, causam grandes impactos ambientais (MARTINS et al, 2015). Na busca por substituição do polímero oriundo do petróleo, se volta a atenção por materiais de fontes renováveis, sendo elas celulose, amido, colágeno, entre outros. Esses materiais, também chamados de biopolímeros: materiais biodegradáveis e biocompatíveis (FONSECA, 2016). Entre as fontes renováveis, se encontra a quitosana, um biopolímero subproduto da quintina, o segundo polissacarídeo mais abundante do mundo e presente em diferentes espécies, como crustáceos (XAVIER et al, 2023). A substância é obtida através de resíduo pesqueiro, como as cascas de crustáceos (FONSECA, 2016; XAVIER, 2023). Além das questões ambientais geradas pela produção e descarte de produtos de origem fosseis, também se tem a preocupação gerada pela indústria pesqueira, onde também se tem uma produção de resíduo contaminante orgânico e inorgânico que muitas vezes é despejado em fontes hídricas sem prévio cuidado (FAUSTINO, 2013; ARAÚJO et al, 2022). Entre os resíduos pesqueiros se encontra os resíduos gerados por peixes produzidos de forma tanto industrial como artesanal, principalmente em feiras, gerando um resíduo contaminante de água, solo, ar e biológico (FAUSTINO, 2012). A proposta de estudo da quitosana se tem pelo potencial do biomaterial para a indústria tanto do plástico, quanto pela pesqueira na eliminação de resíduos (FONSECA, 2016). Através desses estudos, o objetivo do trabalho é extrair, purificar e caracterizar o biomaterial quitosana a partir do resíduo pesqueiro Brycon cephalus, também chamado na amazônia de matrinxã.
Material e métodos
Com objetivo de extrair quitosana dos resíduos pesqueiros de matrinxã, foi-se usada a seguinte metodologia: Inicialmente 10 g do resíduo foi tratado com ácido clorídrico 2N na proporção de sólido para solvente de 1:15 por 2 h com agitação constante a 150 rpm à temperatura ambiente, conforme metodologia de Varun et al. (2017). O produto obtido foi lavado com água deionizada até pH > 7. Depois, um tratamento com álcali para o processo de desacetilação do material foi aplicado através da imersão de 1g da amostra a solução 50% de NaOH por 1 h a 100º C, acompanhado de lavagem até atingir pH neutro. Após a secagem, o produto final foi exaustivamente lavado e secado a temperatura ambiente. A caracterização do material se deu a partir de análise de Infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), como proposto por Varun et al (2017). As análises de Difração de Raio X (DRX) e Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV) foram realizados no material para caracterização estrutural, como proposto por DEY et al, 2016). O difratômetro utilizado foi um D2Phaser (Bruker), com goniômetro de varredura vertical e um tubo de cobre (CuKa = 1.5406 Å) de 400 W de potência, com uma geometria de Bragg Brentano no modo contínuo, velocidade de varredura de 0,25° /min, tendo como sistema de detecção um detector rápido modelo LynxEye. A tensão foi de 30 kV e 10mA, respectivamente. O espectro de IV foi obtido por meio de pastilhas prensadas a vácuo contendo 0,200 grama de KBr e 0,013 grama da amostra e um espectrômetro de absorção molecular na região infravermelho com transformada de Fourier da Bruker modelo Vertex 70. A imagem de MEV foi coletada em um microscópio da marca LEO-Zeiss,430 Vp, em condições de análise utilizando imagens secundárias obtidas a 20 KV, com distância de trabalho de 11 mm
Resultado e discussão
A Fig. 1 mostra o espectro de IV da amostra purificada. Nele, pode-se
identificar picos em 2922 e 1417 cm-1, indicando grupos de
CH¬2 de CH2OH, sendo o pico padrão estabelecido no 2920 e 1422 cm-1. A banda de
1317 cm-1 indicou um grupo amida III (estiramento CN), banda essa indicada pela
banda padrão 1320 cm-1. A banda de 1027 cm-1 indicou um grupo de OH primário na
mesma banda padrão de 1029 cm-1. O alongamento do anel de piranose foi indicado
pela banda de 872 cm-1, a mesma banda indicada pelo padrão no pico 895 cm-1.
Através dos alongamentos indicados nos resultados comparados com as bandas
padrão, foi indicado que o material extraído era quitosana.
A Figura 2 mostra o padrão DRX e a morfologia obtida por MEV de quitosana. No
padrão DRX (Fig. 2a), identificou-se dois picos largos, de baixa intensidade e
definição sugerindo baixo grau de cristalinidade da estrutura orgânica no
material, que por sinal é típico desse biomaterial (BANGYEKAN; AHT-ONG;
SRIKULKIT, 2006 apud DEY et al, 2016). A fotomicrografia do material (Fig. 2b)
mostrou-se em um aglomerado de partículas de tamanho médio de 5 μm, em
superfície não homogênea e nem uniforme. Este resultado corrobora com o
resultado de Xavier (2023), que também cita que o material possui essas
características por ter uma natureza cristalina.
Espectro FTIR de quitosana extraída de matrinxã
Padrão difratometrico (a) e fotomicrografia de MEV \r\n(b) de quitosana extraída de matrinxã
Conclusões
Através desses resultados, conclui-se que é possível realizar com sucesso a extração de quitosana de resíduo pesqueiro, confirmado pelos resultados de caracterização abordados neste estudo. E dessa forma, pode-se agregar valor a um produto indesejável que polui o meio ambiente amazônico quando descartado de forma inadequado em solos e rios, diminuindo assim o seu impacto ambiental.
Agradecimentos
Referências
ARAÚJO, Carla Suellem Sousa et al. Preparação e caracterização de hidroxiapatita a partir de resíduos de espinhas do Tambaqui (Colossoma macropomum) para remoção de poluente orgânico. 2022. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Oeste do Pará.
Dey, Shaikat & Al-Amin, Mohammad & Rashid, Taslim & Sultan, Zakir & Ashaduzzaman, Md & Sarker, Mithun & Shamsuddin, Sayed. (2016). PREPARATION, CHARACTERIZATION AND PERFORMANCE EVALUATION OF CHITOSAN AS AN ADSORBENT FOR REMAZOL RED. International Journal of Latest Research in Engineering and Technology. 2. 52-62.
FAUSTINO, Jucele de Jesus et al. Lixo orgânico em Santarém-PA: problemática e oportunidades. 2013. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Oeste do Pará.
FONSECA, Ana Carolina Moreira. Processos de obtenção e caracterização físico-química de quitinas e quitosanas extraídas dos rejeitos da indústria pesqueira da região de Cananéia-SP. Universidade de São Paulo, 2016.
MARTINS, Silas Sarkiz da Silva et al. Produção de petróleo e impactos ambientais: algumas considerações. Holos, v. 6, p. 54-76, 2015.
Varun TK, Senani S, Jayapal N, Chikkerur J, Roy S, Tekulapally VB, Gautam M, Kumar N. Extraction of chitosan and its oligomers from shrimp shell waste, their characterization and antimicrobial effect. Vet World. 2017 Feb;10(2):170-175.
XAVIER, Letícia Ramalho. Quitosana de camarões: síntese e caracterização. 2023. 32 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Aquicultura) – Instituto Federal do Espírito Santo, Alegre, 2023. Orientador: Prof. Dr. Tércio da Silva de Souza. Coorientador: Prof. Dr. Bruno de Lima Preto. Monografia (Graduação) – Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia do Espírito Santo. Coordenadoria do Curso de Bacharel em Engenharia de Aquicultura – Campus Alegre, 2023.
