O efeito de preparações de xiloglucanas (XG) de sementes de jatobá (Hymenaea courbaril var. stilbocarpa (Hayne) Y. T. Lee & Langenh.) no desenvolvimento do sistema radicular de Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. foi investigado. Os extratos de XG exerceram duplo efeito no sistema radicular, diminuindo o crescimento das raízes e aumentando a formação de raízes laterais. As alterações morfológicas observadas não foram causadas pelos oligossacarídeos que poderiam ter sido produzidos a partir da hidrólise do polímero de XG, já que o hidrolisado de XG induziu uma drástica inibição do processo de crescimento das plântulas de Arabidopsis thaliana. A análise histoquímica de expressão do gene GUS realizada com plantas de Arabidopsis thaliana transgênicas, com sete e 14 dias de idade, carregando a fusão CycB1;1-GUS, indicou que o melhor desenvolvimento das raízes laterais, com os extratos da XG de jatobá, não foi correlacionado com a expressão desse gene marcador do ciclo celular no sistema radicular. Uma potencial aplicação na agricultura dos extratos de XG de sementes de jatobá é discutida.

The effect of crude xyloglucan (XG) preparations from jatobá (Hymenaea courbaril var. stilbocarpa (Hayne) Y. T. Lee & Langenh.) seeds on Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. root system development was investigated. The XG extracts exerted a dual effect on root system development by slowing down root growth and improving lateral root formation. These observed morphological changes were not due to oligosaccharides that could be generated following hydrolysis of the XG polymers, since XG hydrolysate induced a drastic inhibition of the overall growth process of the Arabidopsis thaliana seedlings. Histochemical test of GUS gene expression assay performed on seven and 14-days-old transgenic Arabidopsis thaliana plants carrying the CycB1;1-GUS fusion indicated that the improvement of the lateral root development by jatobá XG extracts was not correlated with the expression of this cell cycle marker gene in the root system. A potential agricultural application of jatobá seeds XG extract is discussed.

Neste trabalho, o comportamento reológico de sistemas pécticos formulados com as pectinas extraídas das polpas de morango, amora-preta e framboesa foi investigado através de testes reológicos oscilatórios. Adicionalmente, as propriedades químicas dessas pectinas foram estudadas. Os sistemas pécticos das polpas de frutas vermelhas apresentaram um caráter de gel forte de acordo com os testes reológicos, sendo o gel de morango caracterizado como o mais forte. Os testes reológicos foram confirmados pelo experimento de Cox-Merz, grau de esterificação e peso molecular médio. O ácido galacturônico está diretamente relacionado com a formação da rede de pectina. Além disso, a diferença entre a força dos três géis pécticos pode ser atribuída aos valores do grau de esterificação e peso molecular médio desses biopolímeros. As pectinas extraídas das frutas vermelhas estudadas neste trabalho podem ser classificadas como pectinas de alta metoxilação, apresentado o grau de esterificação maior que 50%. Os três géis pécticos apresentaram uma boa estabilidade ao aumento da temperatura e ao tempo de cisalhamento oscilatório constante.

In this work, the rheological behavior of pectic systems formulated with pectins extracted from strawberry, blackberry, and raspberry pulps was investigated by means of oscillatory rheological tests. In addition, the chemical properties of these pectins were studied. The pectic systems from those red fruit pulps showed a strong gel character according to the rheological tests showing that the strawberry pectin presented the strongest gel character, which was confirmed by the Cox-Merz experiment, degree of esterification, and average molecular weight data. The galacturonic acid is directly related to the formation of the pectin network. Besides, the difference between the strength of the three pectic gels can be attributed to the esterification degree values and the average molecular weight of these biopolymers. The pectins extracted from the red fruits studied in this work can be classified as high methoxy pectins with a degree of esterification higher than 50%. The pectic gels exhibit good stability with an increase in temperature and in the shear-oscillatory constant time.

RESUMO Estudos realizados com xiloglucanas (XG) extraídas de sementes de Hymenaea courbaril L. (jatobá) mostraram que esse biopolímero apresenta atividade biológica, promovendo o crescimento de coleóptilos de trigo. Na micropropagação da macieira, foi mostrado que o meio de cultura contendo uma mistura de XG e ágar leva à formação de maior número de brotações com raízes e maior comprimento dessas que o meio solidificado com ágar. O objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da XG de sementes de jatobá coletadas em Sinop/MT (XGS) e em Cuiabá/MT (XGC) e da XGC hidrolisada com uma celulase (XGCH), além da XG de sementes de Tamarindus indica L. (XGT) coletadas na Bahia/BA, no crescimento de plântulas de Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. cultivadas in vitro. No primeiro experimento, XGCH (0,25; 25 e 250 nM) ou XGC (0,5; 50 e 500 nM) foram acrescentadas a um meio MS ½ líquido. O segundo experimento comparou as XGs das diferentes fontes: XGC (500 nM), XGS (1200 nM) e XGT (800 nM), usando meio de cultura solidificado com 6 g.L-1 de ágar. Sementes de Arabidopsis thaliana recémgerminadas em placas de petri, durante 4-5 dias, foram colocadas nos meios de cultura com as diferentes concentrações de XGs, em sala de crescimento, para obtenção de plântulas. Quando plântulas foram cultivadas em meio de cultura líquido, houve diminuição do crescimento das raízes na presença da XGC e de XGCH na concentração mais alta e o efeito foi inverso na concentração mais baixa. Em meio de cultura semi-sólido, as XGs também inibiram o crescimento. Concluiu-se que as XGs apresentam papel biológico nas plântulas de Arabidopsis thaliana, estimulando ou inibindo o crescimento do sistema radicular e a formação de raízes laterais. Esses efeitos opostos variaram em função da espécie vegetal doadora das sementes contendo XG, do local de coleta das sementes, da forma da XG usada (hidrolisada ou não) e da sua concentração nos meios de cultura.

ABSTRACT Studies on xyloglucan (XG) extracted from Hymenaea courbaril L. (jatoba) seeds showed that this biopolymer has biological activity that enhanced wheat coleoptiles growth. In apple tree micropropagation, the culture medium containing XG combined with agar induced a higher multiplication rate, rooting rate and root length than medium solidified with agar only. The purpose of this study was to determine the effect of XG from jatobá seeds extracted from jatoba seeds collected in Sinope/MT (XGS) and Cuiabá/MT (XGC), and from XGC hydrolysed with a cellulase (XGCH), as well from Tamarindus indica seeds (XGT) collected in Bahia/BA, on the growth of in vitro cultured Arabidopsis thaliana plantlets. In the first experiment, XGCH (0.25, 25 and 250 nM) or XGC (0.5, 50 and 500 nM) were added to a liquid half-strength MS medium. In the second experiment, XGs from several origins were compared: XGC (500 nM), XGS (1200 nM) and XGT (800 nM), using culture medium solidified with 6 g.L-1agar. Arabidopsis thaliana L. seeds germinated in Petri plates for 4 to 5 days were transferred to culture media containing the different concentrations of XGs and cultured in a growing room. When the plantlets were cultured in a liquid medium, their growth was very slow in the presence of XGC and XGCH at the highest concentration tested, and it was faster at the lowest concentration. In the semi-solid culture medium, XGs also reduced growth. It was concluded that XGs can play a biological role in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. plantlets, stimulating or inhibiting the root system growth and the lateral root formation. These opposite effects varied according to the plant specie that furnished the seeds containing XG, as well as the place where the seeds were collected, to the XG form used (hydrolyzed or not) and to its concentration in the culture media.

No presente trabalho foi utilizado amido obtido de banana verde (Musa cavendishii) e amido de milho (Zea mays) comercial, com o objetivo de comparar a morfologia dos grânulos e o comportamento reológico dos géis. As imagens da morfologia dos grânulos foram obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Os grânulos de amido da banana apresentaram forma oval e elipsoidal com diâmetros irregulares, todavia, os grânulos do amido de milho mostraram forma poliédrica e diferentes tamanhos. As análises reológicas dos géis das soluções de amido mostraram caráter não-newtoniano, pseudoplástico. O modelo de Herschel-Bulkley foi o que melhor representou comportamento reológico dos géis. O gel de amido de banana verde obteve maiores valores de tensão de cisalhamento e viscosidade aparente quando comparada ao gel de amido de milho. Ocorreu um decréscimo progressivo na tensão de cisalhamento e na viscosidade com a adição de cloreto de sódio e sacarose aos géis.

In this work, it was used starch obtained from green banana (Musa cavendishii) and commercial corn (Zea mays) starch in order to compare the granule morphology and the rheological behavior of these gel-starches. Images of starch granules morphology were obtained from scanning electron microscope (SEM). The banana starch granules presented an oval and ellipsoidal shape with irregular diameters. Neverthless, the granules of corn starch showed a poliedric shape, with different sizes. The rheological behavior of gel starch solutions showed a non-newtonian character with a pseudoplastic behavior. Herschel-Bulkley model gave a good description on the rheological behavior of the gel starch. Banana gel-starch solutions showed higher values of shear stress and apparent viscosity when compared with corn gel-starch solutions. A progressive decrease in shear stress and viscosity occurred with the addition of sodium chloride and sucrose.

A goma do cajueiro, um polissacarídeo exsudado da árvore Anacardium ocidentale, foi oxidada com o reagente TEMPO e o produto (CGOX) foi caracterizado por técnicas espectroscópicas (FT-IR e RMN), análises cromatográficas (HPLC e GPC), viscosidade e análise térmica (TGA). O rendimento do produto da reação foi de 96%. O teor de ácido urônico da goma nativa (7,2%) aumentou para 36% após a reação. O grau de oxidação, tendo como base as unidades de galactose e glucose livres, foi de 68%. Os dados de RMN mostraram que a oxidação ocorreu preferencialmente nos carbonos primários das unidades de galactose. A grande diferença entre o valor esperado de etaCGOX/etaCG e o valor observado indica que a degradação, durante a oxidação, ocorreu em grande extensão. A presença de impurezas orgânicas e inorgânicas no novo polieletrólito foi detectada por TGA. A goma do cajueiro após a modificação com TEMPO apresentou mais baixa estabilidade térmica que a goma nativa, indicada pelos valores de temperatura inicial de decomposição e IPDT.

Cashew gum (CG), an exudate polysaccharide from Anacardium ocidentale trees, was oxidized with TEMPO reagent and the 7product (CGOX) characterized by spectroscopic techniques (FT-IR and NMR), chromatographic analyses (HPLC and GPC), viscosity measurements and thermal analysis (TGA). The yield of the reaction product was 96%. The uronic acid content in starting gum (7.2 m%) was increased to 36 m%. The degree of oxidation based on free galactose and glucose units was 68%. NMR data show that oxidation occurred preferentially at primary carbons of galactose units. High degradation degree after oxidation was estimated by the difference on the expected and observed etaCGOX/etaCG ratio. The presence of organic and inorganic impurities in the new polyelectrolyte was detected by TGA. A less thermally stable cashew gum is formed after the oxidation with TEMPO based on initial decomposition temperature and IPDT.

A imobilização de xiloglucanas (XG) extraídas de sementes de Hymenaea coubaril (HXG) e de Tamarindus indica (TXG) sobre lâminas de Si/SiO2 ou lâminas modificadas com grupos amina a partir de solução aquosa na concentração de 0,5 g L-1 e em pH 3,5 foi investigada através de elipsometria e medidas de microscopia de força atômica (AFM). Os experimentos foram feitos sob condições de equilíbrio (adsorção) ou de não equilíbrio (evaporação do solvente). Sob condições de equilíbrio as cadeias de HXG e TXG não adsorvem sobre lâminas de Si/SiO2, indicando que os grupos SiO- na superfície não interagem com as mesmas. Camadas de TXG e HXG obtidas sobre lâminas de Si/SiO2 por evaporação do solvente apresentaram espessuras de (2,4 ± 0,4) nm e (3,8 ± 0,9) nm, respectivamente. Cadeias de TXG e HXG adsorveram sobre lâminas modificadas com grupos amina formando filmes com (1,0 ± 0,1) nm e (1,3 ± 0,1) nm de espessura, respectivamente. Após evaporação do solvente sobre lâminas modificadas com grupos aminas, formaram-se agregados e fibrilas de TXG e HXG, os quais aumentaram os valores médios de espessura e rugosidade. Independentemente do tipo de substrato, cadeias de HXG tenderam a formar camadas mais espessas que cadeias TXG. Esta tendência foi explicada com base nas características moleculares das cadeias de HXG, como por exemplo, massa molar e tamanho de persistência maiores. As isotermas de adsorção de concanavalina A (Con A) sobre TXG e HXG adsorvidas sobre lâminas modificadas com grupos amina apresentaram valor máximo de (3,3 ± 0,3) mg m-2. Imagens de AFM mostraram moléculas de Con A densamente empacotadas sobre as superfícies de TXG e HXG. Fibrilas e agregados foram observados somente quando as superfícies de TXG e HXG foram preparadas por evaporação do solvente. Nesta situação, as moléculas de Con A adsorveram predominantemente sobre regiões livres de fibrilas e agregados.

Immobilization of xyloglucans extracted from Hymenaea coubaril (HXG) and Tamarindus indica seeds (TXG) on Si/SiO2 wafers or amino-terminated wafers from aqueous solution at concentration of 0.5 g L-1 and pH 3.5 has been investigated by means of ellipsometry and atomic force microscopy (AFM) measurements. Experiments were carried out under equilibrium conditions (adsorption) and non-equilibrium conditions (casting). Under equilibrium conditions neither TXG nor HXG chains adsorbed from solution onto Si/SiO2 surfaces, indicating that negatively charged SiO- groups on the surface do not attract XG chains. Casting TXG and HXG solutions onto Si/SiO2 surfaces led to layers (2.4 ± 0.4) nm and (3.8 ± 0.9) nm thick, respectively. TXG and HXG adsorbed onto amino-terminated surfaces forming layers (1.0 ± 0.1) nm and (1.3 ± 0.1) nm thick, respectively. Upon casting solutions of TXG and HXG onto amino-terminated surfaces, aggregates and fibrils appeared more frequently on the surface, increasing the mean thickness and roughness values. Regardless the substrate, HXG chains tended to form thicker layers than TXG chains did. This trend can be explained with basis on the molecular characteristics of HXG, namely, higher molecular weight and persistence length. The adsorption isotherms of concanavalin A (Con A) onto HXG- and TXG-covered amino-terminated wafers presented maximum adsorbed amount of (3.3 ± 0.3) mg m-2. AFM images shown Con A molecules as small entities densely packed on the surface. The presence of fibrils and aggregates was observed only when the TXG and HXG surfaces were prepared by casting. There ConA molecules adsorbed predominantly on regions free of fibrils and aggregates.

Objetivou-se com este trabalho estudar experimentalmente o comportamento reológico da polpa de manga centrifugada na faixa de temperatura de 10°C a 60°C. As medidas reológicas foram feitas no reômetro Haake Rotovisco modelo RV 20, utilizando o sistema de medida de cilindros concêntricos. A polpa integral foi produzida em uma despolpadeira com tela de 1,6 mm, congelada em um congelador de placas e armazenada a -15ºC e centrifugada a 15000 rpm (29000 G), durante 40 minutos. O comportamento reológico da polpa de manga centrifugada (reogramas) foi ajustado pelo modelo de Ostwald de Waelle (Lei da Potência) e as curvas de viscosidade aparente ajustadas pelo modelo de Mizrahi-Berk. Observou-se um comportamento pseudoplástico para a polpa de manga centriguda (n<1) e uma diminuição na viscosidade aparente com o aumento da taxa de deformação e temperatura, sendo que a viscosidade aparente da polpa de manga centrifugada tendeu a ficar constante a partir 200s-1.

The aim of this work was to study experimentally the rheological behavior of mango pulp centrifuged in a temperature range of 10 to 60°C. The rheological measurements were carried out in a rheometer Haake Rotovisco model RV-20, using a measuring system of concentric cylinders. The whole pulp was produced in a depulper with a 1,6mm screen, being plate-frozen and stored at 15ºC and it was centrifuged at 15000rpm (29000 G) during 40 minutes. The rheological behavior of the centrifuged mango pulp was fitted to the Ostwald de Waelle model (Power Law) and the apparent viscosity curves were fitted by the Mizrahi-Berk model. It was observed a shear thinning behavior to the centrifuged mango pulp (n<1) and a decrease in apparent viscosity with an increase in shear rate and temperature, whereas the apparent viscosity of the centrifuged mango pulp had a tendency to stay steady up to 200s-1.

Successive aqueous (10 ºC, 25 ºC and 80 ºC) and alkaline (1M NaOH; 25 ºC) extractions of milled Parkinsonia aculeata endosperms gave rise to four galactomannan fractions. These extractions furnished viscous galactomannans with Man:Gal ratios ranging from 3.1:1; 3.7:1; 4.9:1 and 6.1:1 (P1, P2, P3 and P4, respectively). Fraction P1 was used for structural studies by using methylation analysis, periodate oxidation and 13C-NMR. It showed a linear backbone of beta(1->4) linked D-mannose units, to which single alpha(1->6)-linked D-galactose are attached. This galactomannan has Mw 775700 g/mol and intrinsic viscosity of 558 mL/g. The four fractions and the crude endosperm were treated with epichlorydrin and used as matrix for affinity chromatography. All columns tested showed ability to bind lectin samples. The efficiency is related to the degree and pattern of substitution of galactosyl units on the D-mannan backbone.

As constantes de complexação em solução aquosa para soluções de galactomanana da Leucaena leucocephala e íons metálicos Co2+, Mn2+, Ni2+ e Zn2+ foram obtidas por titulações potenciométricas. Os valores obtidos mostraram que o íon metálico Ni2+ é o ácido de Lewis que se complexa melhor com os grupos -OH, bases de Lewis, dos açúcares monoméricos do biopolímero e o Zn2+, 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 (Zn2+ e Mn2+) 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 Co2+, Mn2+, Ni2+ and Zn2+ were determined by potentiometric titrations. The calculated values showed Ni2+ as the best Lewis acid towards the Lewis base -OH groups of the sugar monomers, with Zn2+ 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.