2 Teori
2.2 Foucault
As xiloglucanas (XGs) estão presentes na parede celular do cotilé- done de certas espécies de diferentes grupos taxonômicos pertencentes às dicotiledôneas. Esses biopolímeros são também chamados de amiloi- des devido a sua característica semelhante ao amido que apresenta colo- ração azul após tratamento com uma solução de iodo/iodeto de potássio.9
A estrutura química genérica das XGs de reserva consiste de uma cadeia principal celulósica de unidades de D-glucose unidas por ligações glicosídicas β-(1→4), as quais podem estar substituídas em O-6 por unidades α-D-xilopiranose; essas últimas, por sua vez,
podem estar substituídas na posição O-2 por unidades de β- D-ga- lactopiranose. A estrutura básica da XG de reserva é bastante seme- lhante à do polissacarídeo estrutural, apresentando, em geral, D-glu- cose, D-xilose e D-galactose em proporção de aproximadamente 4:3:1.10,11 Entretanto, nas XGs de parede celular primária, as unidades
de β- D-galactopiranose podem ser substituídas em O-2 por unidades de α-L-fucose. A Figura 3.1 representa um segmento de uma cadeia de XG de reserva.
Figura 3.1 – Representação de um segmento de uma cadeia de xiloglucana de reserva
O O HO OH O O O HO OH OH O H O HO OH O O O HO HO OH O HO OH O O OH HO OH OH
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O tratamento enzimático de XGs com endoglucanases produz oligossacarídeos, contendo, principalmente, quatro unidades de glu- cose. Nesses oligossacarídeos, a unidade de glucose redutora é não substituída e as demais são substituídas. Para facilitar a represen- tação dessas estruturas é empregada uma nomenclatura abreviada, sendo utilizada atualmente aquela proposta por Fry et al.12 Essa no-
menclatura se baseia na atribuição de uma letra para cada modelo de cadeia lateral, substituindo a unidade de glucose. Assim sendo, as unidades de glucose da cadeia principal substituídas por xilose são especificadas pela letra X, enquanto as ramificações que con- têm galactose na unidade terminal da cadeia lateral são designadas pela letra L. A glucose não substituída é representada pela letra G. Quando a unidade redutora de cada oligossacarídeo está sob a forma reduzida, essa é acrescida da terminação ol. Um exemplo dessa no- menclatura está indicado na Figura 3.2.
Figura 3.2 – Representação de um oligossacarídeo de xiloglucana
Estrutura Nomenclatura Xyl ↓ Glc→Glc→Glc→Glc XXLG ↑ ↑ Xyl Xyl ↑ Gal
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Kooiman9,13 foi o primeiro a relatar a presença de XGs em
sementes, sendo identificado em diferentes fontes como Tamarindus
indica, Tropaeolum majus, Cyclamen europaeum, Impatiens balsa- mina, Hymenaea courbaril, Schotia latifolia e Annona muricata.
O T. indica (tamarindo) é uma espécie nativa da África e Índia, am- plamente distribuída no mundo, crescendo em regiões tropicais, inclusive no Brasil. É a única fonte de XG explorada comercialmente e representa 46-48% da semente descascada.14 No Brasil, as espécies nativas já estu-
dadas como Hymenaea courbaril, Copaifera lansdorfii e Mucuna sloanei entre outras são fontes potenciais de XGs para diferentes aplicações.
As sementes de H. courbaril, conhecida como jatobá, fornecem XGs com elevados rendimentos (em torno de 45%).15,16 A partir de
análises de metilação e dos oligossacarídeos, sua estrutura foi deter- minada mostrando-se semelhante à do XG de tamarindo.15,16 Buckeri-
dge et al.,17 utilizando uma sequência de tratamentos enzimáticos, ob-
servaram a existência de uma nova família de oligossacarídeos nessa espécie, quando comparada com as XGs provenientes das sementes de T. indica (tamarindo) e C. langsdorffii (copaíba). Enquanto as duas últimas apresentaram, principalmente, os oligossacarídeos do tipo XXXG, o jatobá, além dessas estruturas, apresentou, também, oligos- sacarídeos baseados na estrutura XXXXG. Recentemente, Tiné et al.18
demonstraram também a ocorrência de estruturas do tipo XXXXXG. Segundo esses autores, a cadeia da XG de jatobá contém segmentos do tipo XXXG, XXXXG e XXXXXG na proporção de 2:1:0,2.
A presença de XGs nas sementes de C. langsdorffii (copaíba) foi relatada por Buckeridge e Dietrich em 1990.19 Em estudos poste-
riores, foram avaliadas as características estruturais do polissacarí- deo obtido de sementes provenientes de diferentes regiões (savana e floresta). As XGs apresentaram composição monossacarídica muito semelhante e os oligossacarídeos obtidos por digestão enzimática foram os mesmos para as duas amostras, porém em diferentes pro- porções [20]. A comparação dos oligossacarídeos presentes nas XGs de copaíba e tamarindo também foi semelhante, mas em diferentes proporções, indicando diferenças na estrutura fina dos polímeros.
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Segundo Stupp et al.,21 a extração aquosa exaustiva de sementes de
copaíba a 25°C fornece XGs com rendimento em torno de 47%. A mobilização das XGs dos cotilédones das espécies H. cour-
baril e C. lansdorffii foi estudada por Tine et al.22 e Buckeridge et al.
(1992)20, respectivamente. Após a germinação das sementes, a XG
foi degradada pela ação de hidrolases: -galactosidase, endo-β-gluca- nase, α-xilosidase e β-glucosidase.
Teixeira23 isolou e caracterizou por metilação e espectroscopia
de ressonância magnética nuclear (RMN) uma XG das sementes de
M. sloanei. A XG extraída com água representou 30% dos cotilé-
dones. Da mesma semente, a autora isolou uma lectina D-galactose ligante que interage com a XG.
Propriedades
Uma das vantagens dos polissacarídeos de reserva da parede celular de sementes sobre os polissacarídeos estruturais da parede celular é a facilidade na extração. Os polissacarídeos de reserva da parede celular estão presentes nas sementes em grande quantidade e podem ser obtidos a partir de extrações aquosas, quase que isentos de contaminantes e com altos rendimentos. Muitos desses polímeros formam soluções viscosas em baixas concentrações, característica que atrai a atenção para o seu uso na indústria.
Em solução aquosa, as XGs de sementes formam soluções viscosas e relativamente estáveis a alterações de pH.24 A XG iso-
lada das sementes de H. courbaril por Lima et al.15,16 apresentou
uma viscosidade intrínseca de 850mL/g, utilizando-se água como solvente. Assim como outros polissacarídeos em baixas concentra- ções, as soluções aquosas de XG de jatobá apresentam comporta- mento newtoniano e em concentrações mais elevadas (> 10mg/mL) comportam-se como pseudoplásticos.24 Quanto ao comportamento
viscoelástico, a XG de jatobá solubilizada em água a 20 e 40 mg/mL apresentou comportamento típico de solução, com G” superior a G’ em toda a faixa de frequência analisada.26
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Martin25 e Freitas et al.26 evidenciaram a presença de agrega-
dos nas soluções de XG de H. courbaril e verificaram que o aqueci- mento das soluções reduzia esse efeito. As características da XG em solução são fortemente afetadas pela presença desses agregados. A comparação da XG sem aquecimento prévio com aquela aquecida a 85°C por 2h e resfriada mostrou uma redução na massa molar, determinada por cromatografia de exclusão estérica acoplada a es- palhamento de luz laser de multiângulos (HPSEC-MALLS), de 5,4 x 105 para 4,1 x 105g/mol. A viscosidade intrínseca [η], a viscosidade
absoluta e o raio de giro [Rg] também foram menores para a solução de XG previamente aquecida e resfriada.
Dentro das propriedades físico-químicas, o valor de razão ca- racterística (C∞), que corresponde à medida do efeito de interações de curto alcance, que influenciam a rotação interna da macromolécula, para a XG de T. indica foi determinado como menor que o das amos- tras de H. courbaril. Provavelmente, a presença de uma série única de oligossacarídeos em XG de sementes de jatobá (XXXXG) gera uma molécula mais rígida, quando comparada com a de T. indica.26
Busato et al.27 investigaram a XG obtida a partir de sementes de
H. courbaril, antes e após o tratamento do polissacarídeo com uma β-ga-
lactosidase, e observaram, através de análises reológicas, a formação de gel quando 51% das unidades de galactose foram removidas da cadeia.
A XG de sementes de C. langsdorffii obtida por extração aquosa a 25°C apresentou massa molar de 7,82 x 105g/mol, raio de
giro de 65nm e viscosidade intrínseca de 804mL/g21, indicando, as-
sim como para a XG de jatobá, que as de copaíba apresentam alto potencial para utilização como agente espessante.
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GALACTOMANANAS