Determinação dos pKas do biopolímero goma arábica:
distinção entre grupos ácidos urônicos e protéicos
José Guilherme Lopes Ferreira (Probem/UFPR)
Elisa S. Orth, Izabel C. Riegel-Vidotti, Bruno C. da Silva, Aline Grein
2
OH
O
HO
O
3
OH
OH
OH
OH
O
Figura 4: Sistema de titulação
HO
Figura 1: Goma arábica
recém extraída.
Cadeia proteica
Fig. 3:
Estrutura
proposta
Carboidrato
para goma[1].
O
O
OH
8
H3C
Figura 2: Possível estrutura dos carboidratos
presentes na goma arábica (1) onde: A é a
arabinose,
R1
os
ácidos
urônicos
(glucorônico (2) e 4-O-metilglucorônico (3)),
R2 a galactose-3-arabinose e R3 a galactose3-arabinose-3-arabinose[1].
Métodos: As soluções de goma foram preparadas
24 horas antes e mantidas sob agitação magnética,
sendo tituladas potenciometricamente em célula de
vidro fechada e termostatizada pela adição de KOH
padronizado.
Referências: 1-Williams, P. A., et al, Gum Arabic, Handbook of Hydrocolloids, 2009; 2- Martell, A. E., et al. Metal
complexes in aqueous solutions, NY: Plenum Press, 1996.
Agradecimentos
Tabela 1: Efeito da temperatura nos pKas para goma (25mg/mL
sem adição de sais): pKa1: ácido glucorônico, pKa2: ácido 4-Ometilglucorônico, pKa3: aminoácidos.
www.quimica.ufpr.br/elisaorth
PROBEM/UFPR
PIBIC/CNPq
7
6
pH
1
OH
A determinação dos pKa´s foi feito através de cálculo iterativo
pelo programa BEST7[2] considerando 3 pKa´s : ~3,50 - ácidos
urônicos, ~4,80 -O-metil-urônicos e ~6,50 -proteicos.
5
Temperature (ºC)
14,8
24,7
34,6
44,7
pKa3 = 6,66 ± 0,022
4
Pontos experimentais
Curva de ajuste
2
0
5
10
15
Volume (mL)
pKa2
4,71
4,85
4,63
4,72
pKa3
6,53
6,45
6,52
6,46
Erro
0,013
0,013
0,010
0,011
Sem sais
NaCl 1M
NaCl 0,1M
CaCl 0,1M
4.4
pKa2 = 4,49 ± 0,022
3
pKa1
3,46
3,44
3,38
3,43
4.8
pKa1 = 3,08 ± 0,022
pKa1
Objetivo: Determinação dos pKa´s da goma
arábica e distinção entre os grupos ácidos urônicos
e proteicos, determinantes no seu comportamento
em solução, bem como na projeção das suas
aplicações
na
indústria
alimentícia,
encapsulamento de pílulas, entre outros.
20
Figura 5: Ajuste da titulação de solução de goma
arábica 150mg/mL, a 25°C sem adição de sais.
4.0
3.6
3.2
0
50
100
150
Concentraçao (mg/mL)
Figura 6: Efeito da concentração da goma e
diferentes sais, no valor de pKa1.
Conclusão: (i) determinação dos pKa´s com distinção dos
grupos funcionais, fundamental nas aplicações da goma;
(ii) pKa1 com ↑ concentração da goma e adição de sais;
(iii) temperatura afeta pouco pKa´s;
(iv) correlação com estudos de agregação tipo-micelar da
goma;