63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química

SOLUBILIDADE DE CARBOIDRATOS EM H2O E D2O

Larissa Vieira Cavalcanti Carvalho 1 Marcus Vinícius Cangussu Cardoso 1 Edvaldo Sabadini 2

1. Departamento de Físico-Química, Instituto de Química, Unicamp, Campinas – SP 2. Prof. Dr. Orientador - Departamento de Físico-Química, Instituto de Química, Unicamp, Campinas – SP

INTRODUÇÃO:

Soluções de carboidratos sempre foram de interesse acadêmico e industrial devido ao importante papel que desempenham em diversas áreas. Estudos sobre solvatação de carboidratos têm sido realizados tanto do ponto de vista de cálculos de dinâmica molecular, como do ponto de vista experimental. Provavelmente a habilidade dos carboidratos em substituir a água na rede de ligações de hidrogênio é um fator essencial para sua função na estabilização e proteção de biomoléculas. No entanto, ainda existem poucos estudos sobre as propriedades de soluções de carboidratos em água pesada (D2O), na qual a energia coesiva é maior que a água leve (H2O). Neste contexto, o presente trabalho visa determinar a solubilidade de carboidratos (mono-, di- e trissacarídeos) em H2O e D2O procurando correlacionar as diferenças observadas com a estrutura molecular dos carboidratos e com as sutis diferenças entre os solventes.

METODOLOGIA:

As solubilidades dos carboidratos foram determinadas por procedimento analítico utilizando o refratômetro. As soluções de amostras foram preparadas em quadruplicatas independentes para ambos os solventes de forma que sempre houvesse um excesso do carboidrato formando a fase sólida. Os frascos de amostras foram lacrados com septo de silicone e mantidos em banho termostatizado, a 120 rpm por cerca de 10 dias. As curvas de calibração foram preparadas na faixa de 1 a 10 % (m/m) e mantidas na temperatura de interesse, sendo também soluções independentes. Os índices de refração (curva e amostras) foram medidos no Refratômetro de Abbe (NAR – 1T), calibrado com água destilada, ao qual foi acoplado um banho termostatizado a 25 ºC. Para a medida dos índices de refração das amostras, uma alíquota da solução da amostra foi retirada com seringa, filtrada com filtro de 0,22 µm para um ependorf e centrifugada por 30 minutos a 5000 rpm em Centrífuga eppendorf 5804R com temperatura controlada. O sobrenadante foi retirado e novamente filtrado com filtro de 0,22 µm para outro ependorf (previamente tarado). Procedeu-se a diluição adequada com o solvente até que a concentração final estivesse na região intermediária da curva de calibração.

RESULTADOS:

Neste trabalho, determinou-se a solubilidade de carboidratos (mono-, di- e trissacarídeos) em H2O e D2O de 25 a 35 ºC. Observou-se que para os carboidratos mais solúveis a solubilidade é maior em D2O (6% maior para a glicose), e para aqueles menos solúveis esta tendência se inverte, como no caso da rafinose e da maltose (menos solúveis em D2O). Este resultado mostra a forte influência da intensidade da ligação de hidrogênio, que é maior em D2O, sobre a solubilidade. Os resultados também mostraram a influência da estrutura da unidade sacarídica: o aumento da solubilidade da sacarose em relação à maltose pode estar relacionado à presença de uma furanose em vez de uma piranose na composição do dissacarídeo. Os estudos da variação da solubilidade com a temperatura mostram que o aumento de solubilidade é maior com a temperatura para os carboidratos mais solúveis. As tendências observadas mostram que a intensidade das ligações de H e a orientação dos grupos OH dos carboidratos afetam a sua solubilidade em água, já que estão diretamente relacionadas ao balanço entálpico-entrópico envolvido no processo de rompimento/formação de ligações de H com as moléculas de água.

CONCLUSÃO:

As tendências observadas mostram que a intensidade das ligações de H e a orientação dos grupos OH dos carboidratos afetam a sua solubilidade em água, já que estão diretamente relacionadas ao balanço entálpico-entrópico envolvido no processo de rompimento/formação de ligações de hidrogênio com as moléculas de água. Os resultados obtidos para os sistemas de carboidratos em H2O e D2O apresentam uma inversão da tendência da solubilidade em ambos os solventes, uma vez que a solubilidade é menor na água pesada para os carboidratos menos solúveis, porém maior em D2O para os mais solúveis.

Palavras-chave: Solubilidade, carboidratos, água pesada.