A carragenana é um dos subprodutos mais importantes em decorrência da crescente demanda por ingredientes orgânicos em alimentos processados e estima-se um mercado de carragenanas de 1,2 bilhão de dólares até o ano 2028 (Market Data Forecast).

Por este motivo, entre outros, uma das linhas de pesquisas do Instituto de Pesquisas Ambientais de São Paulo, desenvolvida pelo aluno Leandro Herrera do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente – IPA e orientado pela Dra. Nair S. Yokoya, avalia a produtividade e caracterização das carragenanas extraídas de uma linhagem tetrasporofítica (diplóide) e outras três linhagens gametofíticas (haplóides) com variações cromáticas da macroalga Kappaphycus alvarezii (Doty) L.M.Liao (Rhodophyta, Gigartinales). A carragenana comercial é obtida predominantemente da extração da macroalga K. alvarezii em proporções que podem ultrapassar 65% da massa seca da alga (Véliz et al., 2017). Desse modo, de acordo com as análises, as variações cromáticas das linhagens da K. alvarezii podem produzir carragenanas com diferentes propriedades e direcioná-las às aplicações diferenciadas ou usos específicos.

O que são carragenanas?

As paredes celulares da maioria das algas vermelhas são constituídas por uma rede frouxa de microfibrilas de celulose embebidas em uma mistura amorfa, semelhante a um gel, de mucilagens e polímeros sulfatados de galactano que são os principais componentes do ágar e das carragenanas, que são valiosos comercialmente (Raven et al., 2014).

As carragenanas são extraídas de diversas espécies de algas vermelhas, incluindo Chondrus crispus Stackhouse, Hypnea pseudomusciformis Nauer, Cassano & M.C.Oliveira Lamouroux, Eucheuma denticulatum (N. L. Burman) Collins & Hervey e Kappaphycus alvarezii (Hayashi et al., 2007).

Carragenana é o nome genérico dado à família de polissacarídeos sulfatados compostos pelas subunidades β-D-galactose e 3,6-α-anidro-D-galactose (Hayashi, 2007) que são extraídos das algas vermelhas (Hayashi & Reis, 2012). Juntamente aos alginatos e ágares, formam um grupo de substâncias complexas biopoliméricas que são chamadas de ficocolóides.

Esses polímeros naturais têm a capacidade de formar géis termorreversíveis ou soluções viscosas em soluções salinas. Essa capacidade gelificante confere a esses polissacarídeos diversas aplicações (Dalbelo, 2016) e sua solubilidade em água depende essencialmente dos níveis de grupos sulfato e em seus cátions associados (Pardonche, 1985, apud Campo et al., 2009).

Consequentemente, a proporção de frações de sulfato e o equilíbrio dos cátions na solução de água determina a viscosidade das soluções ou a força dos géis das carragenanas, representando as principais características exploradas nas indústrias alimentícia e farmacêutica no uso como espessantes, gelificantes e agentes estabilizadores (Campo et al., 2009).

Quais são as possibilidades de uso da carragenana?

Dentre as diversas aplicações da carragenana, uma das mais importantes é na indústria de alimentos, onde o uso da carragenana em laticínios ainda está crescendo devido à sua reatividade com as proteínas do leite, e pode atuar como uma fibra alimentar, limpando o sistema digestivo, protegendo a membrana da superfície do estômago e prevenindo os efeitos de potenciais carcinógenos no intestino (Bixler & Porse; 2011; Hayashi & Reis, 2012).

Além disso, os polissacarídeos sulfatados também mostraram atividade antiviral (Hayashi & Reis, 2012).

Pesquisas recentes fornecem outras possibilidades para o uso das carragenanas, como publicado recentemente na Revista FAPESP por Julia Moióli. Segundo Nogueira et al. (2023), o estudo “O biomaterial feito de colágeno e açúcar de algas se mostra capaz de estimular a regeneração óssea” apresenta a seguinte informação:

 “Atualmente, o padrão-ouro para implantes ósseos é a utilização de materiais autógenos, ou seja, retirados do corpo do próprio paciente. Esse processo, no entanto, carrega dificuldades: requer uma cirurgia adicional, com o risco de infecções, e nem sempre pode ser utilizado em grandes áreas. A principal tendência para superar esses problemas é o desenvolvimento de materiais artificiais que repliquem com similaridade, segurança e eficiência a complexidade da estrutura óssea, como este composto de colágeno tipo 1 (proteína mais abundante na matriz óssea) proveniente de bovinos ou suínos e de carragenana”.

 

Texto: Leandro Herrera, elaborado na disciplina Estágio de Docência do curso de Pós-Graduação do IPA

Foto: Análises em espectrofotômetro (Shimadzu – UV1800), para a quantificação de proteínas, carboidratos, 3,6 anidrogalactose e teor de sulfato da carragenana

 

Referências:

BIXLER, H. J. & PORSE, H. 2011. A decade of change in the seaweed hydrocolloids industry. Journal of Applied Phycology, 23(3): 321–335.

CAMPO, V. L.; KAWANO, D. F.; DA SILVA Jr. D. B.; CARVALHO, I. 2009. Carrageenans: Biological properties, chemical modifications and structural analysis – A review. Carbohydrate Polymers 77: 167–180.

DALBELO, G. 2016. Otimização da hidrólise ácida da macroalga Kappaphycus alvarezii para a produção de gás hidrogênio por fermentação. Instituto de química da Universidade de São Paulo. (Dissertação de mestrado).

HAYASHI, L; PAULA, E. J.; CHOW, F. 2007. Growth rate and carrageenan analyses in four strains of Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta, Gigartinales) farmed in the subtropical waters of São Paulo State, Brazil. J Appl Phycol, 19: 393-399.

HAYASHI, L. 2007. Contribuição à maricultura da alga vermelha Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta, Solieriaceae) para produção de carragenana. Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Capítulo 4, p 77. (Dissertação de doutorado)

HAYASHI, L.; REIS, R.P. 2012. Cultivation of the red algae Kappaphycus alvarezii in Brazil and its pharmacological potential. Revista Brasileira Farmacognosia, 22(4): 748-752.

MARKET DATA FORECAST: https://www.marketdataforecast.com/market-reports/carrageenan-market

NOQUEIRA, L. F. B.; CRUS, M. A. E.; MELO, M.T.; MANIGLIA , B.C.; CAROLEO, F.; PAOLESSE, R.; LOPES, H.B.; BELOTE, M.M.; CIANCAGLINI, P.; RAMOS, A. P.; BOTTINI, M. 2023 Collagen/κ-Carrageenan-Based Scaffolds as Biomimetic Constructs for In Vitro Bone Mineralization Studies. Biomacromolecules 24(3): 1258–1266.

PARDONCHE, P. E. (1985). Aplicação de extratos de algas marinhas na indústria de alimentos. Boletim técnico CECA Produtos Químicos S/A (p. 15). São Paulo.

RAVEN, P.H.; EVERT, R.F.; EICHHORN, S.E. (2014) Raven | Biology of Plants 8 ed. Guanabara Koogen (Tradução Vieira AC et al.), capítulo 15.

VÉLIZ, K.; CHANDÍA, N.; RIVADENEIRA, M.; THIEL, M. 2017. Seasonal variation of carrageenans from Chondracanthus chamissoi with a review of variation in the carrageenan contents produced by Gigartinales. J Appl Phycol: Published online.