Caracterização da xilana extraída a partir do sabugo de milho (Zea mays L.)

Abstract

A busca pela sustentabilidade tem levado à procura de materiais que reduzam a quantidade de resíduos não biodegradáveis na natureza. Produtos agrícolas como o milho, um dos cereais mais cultivados em todo o mundo, possuem participação relevante na produção de resíduos agrícolas, a exemplo do sabugo de milho, o qual tem ganhado destaque em diversos ramos da indústria. Uma das suas aplicabilidades está voltada para a extração da xilana, um polímero que tem sido estudado pela classe farmacêutica devido à sua promissora aplicação no desenvolvimento de sistemas de liberação cólon específica de fármacos. Para que a xilana possa ser devidamente utilizada como excipiente farmacêutico, a caracterização físico-química e a determinação dos parâmetros mínimos de qualidade para esse material é de fundamental importância. As matérias-primas, especialmente as de origem vegetal, podem sofrer alterações devido ao período de coleta, aos fatores ambientais e ao tipo de extração empregado. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo selecionar e desenvolver um conjunto de métodos para a caracterização da xilana extraída do sabugo do milho a partir dos recursos tecnológicos e técnicas empregadas no laboratório de controle de qualidade de uma indústria farmacêutica, selecionar as técnicas de controle de qualidade aplicáveis à caracterização do polímero, analisar o desempenho da técnica de extração empregada e avaliar o potencial da utilização da xilana como excipiente por meio da análise de suas propriedades tecnológicas e físico-químicas. Os sabugos de milho, fornecidos por um comerciante local, foram higienizados e passaram por processo de secagem e trituração para posterior utilização na extração alcalina do polímero. A espectroscopia do infravermelho médio foi a técnica empregada na identificação do tipo de xilana resultante da extração. Além dos testes de identificação do material extraído, também foram avaliadas as propriedades tecnológicas do pó por meio da determinação de densidade, fluxo e granulometria, além do ensaio de pureza da amostra por determinação de cinzas. As propriedades de fluidez do pó permitiram caracterizar tal polímero como um material de densidade e fluxo razoáveis, classificado como um pó fino a semifino com base no tamanho médio das partículas. O teor de cinzas totais encontrado foi acima do valor estabelecido pela Farmacopéia Brasileira 4ed. e pode ser resultante do próprio processo de extração com hidróxido de sódio, além dos minerais presentes na estrutura da planta. Os testes realizados permitiram identificar a existência de etapas no processo de obtenção da xilana que podem gerar variáveis de processo, o que exige padronização nos métodos de obtenção e controle de qualidade do polímero. Espera-se desenvolver um conjunto de especificações para o controle da produção do material e que novos testes sejam realizados visando obter uma nova matéria-prima com propriedades bastante significativas para a indústria farmacêutica. _________________________________________________________________________________________ The pursuit for sustainability has led to demand for materials that reduce the amount of non-biodegradable waste in nature. Agricultural products such as corn, one of the most worldwide cultivated cereals, have significant participation in the production of agricultural residues, such as the corn cob, which has gained prominence in various branches of industry. One of their applicability is focused on extraction of xylan, a polymer that have been studied by the pharmaceuticals due to its promising application in the development of colon specific drug release systems. To be used properly used as a pharmaceutical excipient, the xylan physico-chemical characterization and determination of minimum quality parameters are fundamental. Raw materials, especially of plant origin, may change due to the collecting period, the environmental factors and the type of extraction used. View of these facts, this research aims to select and develop a set of methods to characterize the extracted xylan from corn cobs using the technological and technical resources used in the quality control of a pharmaceutical laboratory, selecting quality control techniques applicable to the characterization of polymer and analyze the performance of the technique used for extraction besides evaluate the potential of the use of xylan as excipient by analyzing its technological and physicochemical properties. The corn cobs, were provided by a local merchant, had been cleaned and passed through drying and grinding process and then, submitted in alkaline polymer extraction process. The mid-infrared spectroscopy was employed to identify the type resulting from the extraction of xylan. In addition to identifying the extracted material testing, also the technological properties of the powder through the determination of density, flow and particle size were evaluated, in addition to the sample purity test by ashes determination. The powder flow properties was used to characterize polymer shown a material with density and reasonable flow, classified as a semi-fine to fine powder based on the average particle size. The total ashes content found was a little bit higher than that established by the Brazilian Pharmacopoeia. This fact could be a resulted of extraction process with sodium hidroxide in addition to minerals from the plant structure. The tests allowed to identificar the existence of steps in the process of getting the xylan that can generate process variables, which requires standardization in methods of obtaining and quality control of the polymer. Expected to develop a set of specifications for the control of material production and is expected to that new tests be conducted to obtain a new raw material with very significant for the pharmaceutical properties.