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Da
Quitina ao Biofertilizante "Quitosano Camponês"
Sebastião
Pinheiro
Oliver Naves Blanco
Revisão
Bibliográfica
A quitina e a quitosana são
biomateriais consideravelmente versáteis e promissores. O derivado de quitina
desacetilada, quitosana é polímero bioativo mais útil e interessante. Apesar da
sua biodegradabilidade, possui muitos grupos laterais amino reativos, que oferecem
possibilidades de modificações químicas, formação de uma grande variedade de
derivados úteis que estão comercialmente disponíveis ou podem ser
disponibilizados através de reações de enxerto e interações iônicas. Este
estudo analisa a pesquisa contemporânea em quitina e
quitosana para aplicações em vários campos industriais e biomédicos.
O quitosano
é um polissacarídeo linear composto por D-glucosamina (unidade desacetilada)
ligada a β-(1 → 4) distribuída aleatoriamente e N-acetil-D-glucosamina (unidade
acetilada). É feito tratando as cascas de quitina de camarão e outros
crustáceos com uma substância alcalina, como o hidróxido de sódio.
A quitosana
possui vários usos biomédicos comerciais e possíveis. Pode ser usado na
agricultura como tratamento de sementes e biopesticida, ajudando as plantas a
combater infecções fúngicas. Na produção de vinho, pode ser usado como agente
de granulação, ajudando também a evitar a deterioração. Na indústria, pode ser
usado em um revestimento de tinta de poliuretano auto-reparável. Na medicina, é
útil em ataduras para reduzir o sangramento e como agente antibacteriano; ele
também pode ser usado para ajudar a distribuir drogas através da pele.
Mais
controversa, a quitosana tem sido usada para limitar a absorção de gordura, o
que a tornaria útil para a dieta, mas há evidências contra isso.
Outros usos
da quitosana que foram pesquisados incluem o uso como fibra dietética
solúvel.
Fabricação e
propriedades
A quitosana comercial é derivada das cascas de camarão e outros crustáceos
marinhos, incluindo o Pandalus borealis, retratado aqui.
Formação de quitosana por desacetilação
parcial de quitina
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A quitosana é produzida comercialmente pela desacetilação da quitina, que é
o elemento estrutural do exoesqueleto de crustáceos (como os caranguejos e
camarões) e das paredes celulares dos fungos. O grau de desacetilação (%DD)
pode ser determinado por espectroscopia de RMN, e a %DD em quitosanas
comerciais varia de 60 a 100%. Em média, o peso molecular da quitosana
produzida comercialmente está entre 3.800 e 20.000 Daltons. Um método comum
para a síntese de quitosana é a desacetilação da quitina usando hidróxido de
sódio em excesso como reagente e água como solvente. A reação segue cinética de
primeira ordem, embora ocorra em duas etapas; a barreira de energia de ativação
para o primeiro estágio é estimada em 48,8 kJ mol-1 a 25-120 ° C e é maior do
que a barreira para o segundo estágio.[2] Esta via de reação, quando permitida
a conclusão (desacetilação completa), produz até 98% do produto.[3]
O grupo
amino na quitosana tem um valor de pKa de ~ 6,5, o que leva a uma protonação
significativa em solução neutra, aumentando com o aumento da acidez (diminuição
do pH) e a % do valor-DA. Isso torna a quitosana solúvel em água e um
bioadesivo que se liga prontamente a superfícies carregadas negativamente [4]
[5], como as membranas mucosas. A quitosana aumenta o transporte de drogas
polares através das superfícies epiteliais e é biocompatível e biodegradável.
Não é aprovado pelo FDA para entrega de medicamentos embora. Quantidades
purificadas de quitosanas estão disponíveis para aplicações biomédicas.
As
nanofibrilas foram feitas usando quitina e quitosana. [6]
Usos na Agricultura
e horticultura
Os usos
agrícolas e hortícolas da quitosana, principalmente para defesa de plantas e
aumento de produtividade, baseiam-se em como esse polímero de glucosamina
influencia a bioquímica e a biologia molecular da célula vegetal. Os alvos
celulares são a membrana plasmática e a cromatina nuclear. Alterações
subsequentes ocorrem nas membranas celulares, cromatina, DNA, cálcio, MAP
Kinase, burst oxidativo, espécies reativas de oxigênio, genes relacionados à
patose (PR) e fitoalexinas.[7]
A quitosana
foi registrada pela primeira vez como um ingrediente ativo (licenciado para
venda) em 1986. [8]
No biocontrole
natural e eliciador
Na
agricultura, a quitosana é tipicamente usada como um tratamento natural de
sementes e estimulador do crescimento de plantas, e como uma substância
biopesticida ecologicamente correta que aumenta a capacidade inata das plantas
de se defenderem contra infecções fúngicas.[9] Os ingredientes ativos de biocontrole
natural, quitina/quitosana, são encontrados nas cascas de crustáceos, como
lagostas, caranguejos e camarões, e muitos outros organismos, incluindo insetos
e fungos. É um dos materiais biodegradáveis mais abundantes do mundo.
Moléculas
degradadas de quitina/quitosana existem no solo e na água. Aplicações de
quitosana para plantas e culturas são reguladas pela EPA, e o Programa Orgânico
Nacional do USDA regula o seu uso em fazendas e cultivos orgânicos
certificados. [10] Produtos de quitosana biodegradáveis e aprovados pela EPA
são permitidos para uso externo e interno em plantas e culturas cultivadas
comercialmente e por consumidores.[11]
A
capacidade natural de biocontrole da quitosana não deve ser confundida com os
efeitos de fertilizantes ou pesticidas nas plantas ou no meio ambiente. Os
biopesticidas ativos de quitosana representam um novo nível de controle
biológico econômico das lavouras para agricultura e horticultura.[12] O modo de
ação de biocontrole da quitosana provoca respostas de defesa inatas naturais
dentro da planta para resistir a insetos, patógenos e doenças transmitidas pelo
solo quando aplicadas à folhagem ou ao solo.[13] A quitosana aumenta a
fotossíntese, promove e melhora o crescimento das plantas, estimula a absorção
de nutrientes, aumenta a germinação e a brotação e aumenta o vigor das plantas.
Quando usado como tratamento de sementes ou revestimento de sementes de
algodão, milho, batata-semente, soja, beterraba sacarina, tomate, trigo e
muitas outras sementes, provoca uma resposta imunitária inata no
desenvolvimento de raízes que destroem cistos de nematóides parasitários sem
prejudicar os nematóides e organismos benéficos.[14] [15]
As
aplicações agrícolas da quitosana podem reduzir o estresse ambiental devido à
seca e às deficiências do solo, fortalecer a vitalidade das sementes, melhorar
a qualidade das plantações, aumentar a produtividade e reduzir a deterioração
de frutas, vegetais e frutas cítricas. A vida de flores cortadas e árvores de
Natal. O Serviço Florestal dos EUA realizou uma pesquisa sobre quitosana para
controlar patógenos em pinheiros [17] [18] e aumentar o fluxo de resina que
resiste à infestação por besouros de pinheiro.[19]
SAIBA MAIS BAIXANDO O PDF (aqui). BOA LEITURA, PRÁXIS E ESTUDOS.
VIVA O BIOPODER CAMPONÊS
LUTA SEGUE, E SEGUE. ZV
