Galactomananas podem ser empregadas como aditivos na indústria alimentícea para modificar a viscosidade do produto final. Como não são absorvidas pelo organismo humano, sua adição a alimentos dietéticos é muito promissora. Os equilíbrios entre Fe(III) e galactomananas e arabinogalactana de várias leguminosas foram caracterizadas por titulações potenciométricas e espectroscopia de EPR. Os logaritmos das constantes de equilíbrio para a formação dos complexos ML (M = Fe(III) e L = unidade monomérica dos biopolímeros) foram iguais a 15,4, 14,1 e 18,5 para as galactomananas de C. fastuosa, L. leucocephala e S. macranthera, respectivamente. Os valores de log K para a formação das espécies protonadas (MHL) foram 3,1, 3,3 para as galactomananas de C. fastuosa, L. leucocephala e não foi detectado no caso da galactomanana de S. macranthera. Os valores de log de K para a formação de ML 2 foram 14,1, 13,3 e 15,2, respectivamente. Não foi possível obter dados relativos ao equilíbrio entre arabinogalactana e Fe(III) devido à formação de produtos insolúveis logo no início das titulações. Os ensaios no estado sólido mostraram não somente uma grande interação dipolar entre dois íons Fe(III) na estrutura polimérica complexada, tanto maior quanto menos substituída é a galactomanana, mas também a estabilidade térmica resultante desta complexação. Os produtos complexados podem conferir uma abrangência maior na utilização em produtos dietéticos, pois a presença de um metal essencial no complexo, quando de sua descomplexação nos vários processos fisiológicos dos organismos, faculta a absorção desse íon metálico.Galactomannans can be employed in food industries to modify the final rheological properties of the products. Since they are not absorbed by the living organisms they can also be used in dietary foods. The equilibria involving the interactions of Fe(III) and galactomannans and arabinogalactan of several leguminous plants were characterized by potentiometric titrations and EPR spectroscopy. The log of the equilibrium constants for the formation of ML species, where M is the metal ion and L is the monomeric unit of the biopolymers, were 15.4, 14.1 and 18.5, for the galactomannans of C. fastuosa, L. leucocephala and S. macranthera, respectively. Log K values for protonated species (MHL) were 3.1, 3.3, and were not detected for the galactomannan of S. macranthera. The log K values for the formation of ML 2 were 14.1, 13.3 and 15.2, respectively. Early formation of insoluble products in the equilibrium with arabinogalactan and Fe(III) prevented acquisition of reliable data. The solid complexes assays showed a great dipolar interaction between two Fe(III) ions in the inner structure of the biopolymer which increased as the degree of substitution of the galactomannan decreased, and also showed the resulting thermal stability. The complexes impart a new possibility of providing essential metal ions in dietary foods since decomplexation of the complexes can occur at different pH values existing in the human body.
As constantes de complexação em solução aquosa para soluções de galactomanana da Leucaena leucocephala e íons metálicos Co 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ e Zn 2+ foram obtidas por titulações potenciométricas. Os valores obtidos mostraram que o íon metálico Ni 2+ é o ácido de Lewis que se complexa melhor com os grupos-OH, bases de Lewis, dos açúcares monoméricos do biopolímero e o Zn 2+ , o ácido de Lewis que se complexa mais fracamente. A maior percentagem das espécies complexadas destes equilíbrios se concentraram no pH=7,0, existindo porém quantidades significativas em valores de pH tanto na região ácida quanto básica. Os complexos sólidos isolados das soluções aquosas foram estudados por TG-DSC e espectroscopia de EPR. As curvas de comportamento térmico mostraram que para os complexos ML de menores valores de log K (Zn 2+ e Mn 2+) as temperaturas de degradação final são maiores quando comparadas à do biopolímero. Os espectros de EPR confirmaram a complexação entre os íons metálicos e os sítios básicos do polissacarídeo, grupamentos hidroxilas desprotonados-O-, e mostraram a dependência da natureza do íon metálico na distância em que se encontram complexados dentro da estrutura do biopolímero. A habilidade da galactomanana em complexar íons metálicos variados em sua estrutura entrincada, a resistência que esses complexos exibiram frente a altas temperaturas e a faixa larga de pH em que as espécies complexadas mostraram-se presentes abrem novas perspectivas de utilização destes materiais em processos industriais onde essas propriedades são desejáveis, em bioremediação de rejeitos aquosos e na química de solos, como fertilizantes "slow-release". The binding constants for the complexed species formed in aqueous solution between galactomannan of Leucaena leucocephala and the metal ions Co 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ and Zn 2+ were determined by potentiometric titrations. The calculated values showed Ni 2+ as the best Lewis acid towards the Lewis base-OH groups of the sugar monomers, with Zn 2+ being the poorest. For all systems, a higher percentage of the complexed species was present near pH=7.0, although complexed species existed over a wide range of acidic and basic pH values. The isolated solid complexes were studied by TG-DSC thermal analysis and by EPR spectroscopy. The thermal profiles obtained showed higher thermal resistance to final degradation than the biopolymer alone for the complexed species ML having the smallest log K values. The EPR spectra confirmed the complexation of the metal ions via the Lewis base deprotonated hydroxyl groups (-O) and showed that the distances between metal ions in the complexed biopolymer structure depend on the nature of the metal ion. The ability of galactomannans to complex a variety of metal ions in their web like structure and the resistance to high temperatures and a wide range of pH values of these complexes open new perspectives in possible industrial uses whenever these properties are required, such as in bioremediation of waste waters and in the application of slow-release fertilizers.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.