ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: Comparação entre diferentes metodologias para quantificação de hemicelulose em polpa marrom de eucalipto
AUTORES: RIBEIRO, R. A. (UFV) ; GOMES, V. J. (UFV) ; COLODETTE, J. L. (UFV)
RESUMO: As técnicas mais utilizadas para medir hemiceluloses em polpas de eucalipto têm sido pelos métodos de pentosanas e análise direta de xilanas por cromatografia líquida ou gasosa. Nesse estudo foi feita uma comparação entre pentosanas e análise direta de xilanas por HPLC e o método de extração por NaOH 18% para 5 amostras de polpa marrom de eucalipto. Foi verificado que os teores de materiais solúveis em NaOH 18% se correlacionam positivamente com os teores de xilanas (R2 = 0,98) e de pentosansas (R2 = 0,99) da polpa. Foi determinado que uma solubilidade em NaOH 18% de 10% equivale a 20,5 de xilanas e 21,3% de pentosanas. Portanto, o método de solubilidade em NaOH 18% é bastante confiável e pode ser usado em substituição aos outros dois, por ser de execução mais rápida e de menor custo.
PALAVRAS CHAVES: pentosanas, hemiceluloses, quantificação
INTRODUÇÃO: As hemiceluloses têm sido um dos componentes da madeira que tem despertado grande interesse mundial, são geralmente associadas a outros componentes da parede celular, tais como celulose, proteínas da parede celular, a lignina e outros compostos fenólicos, por ligações covalentes e pontes de hidrogênio, tanto por interações iônica e hidrofóbicas (MEUSER & SUCKOW, 1986; RYBKA, SITARSKI & RACZYNSKA-BOJANOWSKA, 1993).
No processo Kraft, além de uma grande fração de lignina, também as hemiceluloses são perdidas para o fluxo de licor negro durante o processo de cozimento (BHASKARAN E VON KOEPPEN, 1970).
As hemiceluloses podem ser quantificadas indiretamente pela medição de solubilidade da polpa de celulose em soluções de hidróxido de sódio em determinadas concentrações (BROWNING, 1967). No caso de polpas de fibra curta, o material removido por solução de NaOH 18% consiste, praticamente, de xilanas. Os métodos utilizados para a medição de hemiceluloses em polpas de fibra curta tem sido o de pentosanas e o de xilanas por cromatografia líquida e/ou gasosa.
Porém, essas técnicas demandam tempo e custo. Deve ser ressaltado que o valor de pentosanas não corresponde ao teor de hemiceluloses no material lignocelulósico. Mas no caso de madeiras de eucalipto, o teor de pentosanas se aproxima muito do teor de hemiceluloses, uma vez que na madeira de eucalipto estas são compostas principalmente de pentoses.
Assim, o método de pentosanas se aproxima em muito do método por cromatografia de íons, fornecendo resultados muito semelhantes.
O objetivo desse estudo foi comparar os métodos tradicionais (pentosanas e análise direta de xilanas por HPLC) e o método indireto de extração por NaOH 18% seguido de análise colorimétrica do extrato, para cinco amostras de polpa de eucalipto marrom.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizadas para esta análise cinco amostras de polpas kraft industriais marrom de eucalipto. A polpa utilizada foi submetida a um tratamento alcalino variando-se as cargas de alcáli de 0, 10, 30, 50, 70g/L, sendo que o ponto zero se trata da referência.
Para determinação do teor de xilanas a polpa foi hidrolisada com H2SO4 (72%), levada a uma autoclave por uma hora, e o filtrado foi analisado utilizando-se um cromatográfico de íons DIONEX, com detector de pulso amperométrico, MODELO ICS 3000.
Para obtenção do teor de xilanas na polpa foram utilizadas, também, a metodologia de solubilidade e pentosanas.
Para a solubilidade S18% foram pesados, aproximadamente, 1,5g de polpa, que foram transferidos para um erlenmeyer de 250mL. Adicionaram-se por meio de uma pipeta, 100mL de solução de hidróxido de sódio 18% (a 25º± 0,2ºC) e manteve-se o conjunto a 25º± 0,2 ºC, em banho termostático, por 60 minutos. Após exatamente 60 minutos, filtrou-se a mistura. Em seguida, pipetou-se 20mL do filtrado e 10mL da solução de dicromato de potássio 0,5N e transferiu-se para um erlenmeyer. Adicionou-se cuidadosamente 45mL de H2SO4. Com indicador ferroína e titulou-se com solução de sulfato ferroso 0,1N até o aparecimento da coloração púrpura estável por alguns segundos.
O método descreve a determinação de pentosanas na celulose será seguido literalmente o método ABCP C8/70.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As percentagens de xilanas, solubilidade em NaOH 18% e pentosanas podem ser observadas na Tabela 1. Já a relação entre as percentagens de pentosanas e xilanas estão representadas na Figura 1.
As percentagens de pentosanas e xilanas apresentaram boa correlação entre si (R2=0,96). Um teor de 10% de xilanas equivale a 9,8% de pentosanas. Portanto, estas duas técnicas podem ser usadas intercambiavelmente para medir o teor de hemiceluloses de polpa marrom de eucalipto, já que a presença de outras hemiceluloses nestas polpas é negligível.
A correlação (R2 =0,98) entre a solubilidade da polpa de celulose em hidróxido de sódio 18% e o teor de xilanas foi muito alta (Fig. 2). Uma solubilidade em NaOH 18% de 10% equivale a 20,5% xilanas.
É possível observar, pela Figura 3, que houve uma boa correlação entre solubilidade em hidróxido de sódio 18% e pentosanas (R2=0,99). Uma solubilidade em NaOH 18% de 10% equivale a 21,3 % de pentosanas.
CONCLUSÕES: O método de solubilidade da polpa celulósica em solução de hidróxido de sódio 18% se mostrou adequado para a quantificação de hemiceluloses de polpa marron de eucalipto. Por ser um método simples, rápido e de baixo custo, ele se apresenta como boa alternativa aos tradicionais métodos de pentosanas e de análise direta de xilanas por HPLC.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BHASKARAN, T.A., VON KOEPPEN, A. The degradation of wood carbohydrates during sulphate pulping. Holzforschung 24, 14–19, 1970.
BROWNING, B. L. Methods of Wood Chemistry; New York, 561–585, 653-657, 1967.
MEUSER, F., & SUCKOW, P. Non-starch polysaccharides. In J. M. V. Blanshard, P.J. Frazier, & T. Galliard (Eds.), Chemistry and physics of baking (pp. 42–61), 1986.
