UFPR
27/05/2019
Pesquisas desenvolvidas na UFPR resultaram na produção da nanoquitosana, biopolímero com dimensões nanométricas com diferentes aplicações. A substância pode ser utilizada como membrana em células de combustível; elemento filtrante na forma de espuma para purificação de água durante a criação de peixes; substrato orgânico em células solares; e removedor de óleos e gorduras para diminuição do colesterol.
O método de produção usa a carapaça de camarão, normalmente descartada em lixões, como matéria-prima para a extração da quitina – segundo biopolímero natural mais abundante no mundo – e para otimização das etapas de processamento para conversão em nanoquitosana. Os resultados foram possíveis por meio do trabalho da equipe multidisciplinar de docentes e estudantes da Universidade que atua em projetos relacionados ao tema.
“Temos um projeto de extensão, liderado pela professora Mabel Karina Arantes, que realiza a coleta dos resíduos do processamento dos camarões de água doce cultivados na região oeste do Paraná, atuando de maneira integrada com outro projeto de extensão focado no trabalho com os produtores de camarão, coordenado pelo professor Eduardo Luis Ballester, do Laboratório de Carcinicultura”, afirma o coordenador do Laboratório de Catálise e Produção de Biocombustíveis (LabCatProBio) do Setor Palotina, professor Helton José Alves.
Por meio de projetos desenvolvidos pelo Laboratório de Carcinicultura que visam maximizar a produção aquícola do oeste do Paraná, produtores de tilápia receberam apoio técnico e científico para inserir o camarão de água doce nos tanques em que são cultivados os peixes. “A vantagem de produzir o camarão de água doce é que você tem uma economia na ração. O que sobra, que vai para o fundo do tanque, o camarão aproveita”, explica o aquicultor Jorge Alab.
“O resíduo não é só o efluente do cultivo, mas do processamento que sai do pescado, do produto. O camarão de água doce tem um rendimento de carcaça de aproximadamente 35%, ou seja, 35% dele é comestível. O resto é resíduo. Se a gente pensar no Nordeste do Brasil, no camarão marinho, são produzidas mais de 60 mil toneladas por ano, e o destino disso acaba sendo os lixões”, informa Eduardo.
Alunos dos cursos de Engenharia de Energia e Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia do Setor Palotina que participam de projetos de pesquisa com temas que envolvem a quitosana estão envolvidos em todas as etapas: coleta e limpeza das carapaças do camarão, secagem, moagem, retirada de minerais e proteínas, extração da quitina e desacetilação para obtenção da quitosana.
“Não temos conhecimento de empresas que fabriquem e comercializem a nanoquitosana na América Latina. Buscamos desenvolver este material na Universidade por uma rota na qual não fosse preciso inserir novas etapas no processo tradicional de obtenção da quitosana ou que encarecesse o produto final. Resolvemos atuar de uma forma diferente do convencional nas etapas de processamento já existentes e tivemos sucesso”, comemora Helton.
Método patenteado
De acordo com o professor, a equipe depositou o pedido de patente com o auxílio da Agência de Inovação da UFPR. Uma empresa de São Paulo que atua na área de alimentos funcionais assinou, em maio, contrato com a Universidade para uso do método de obtenção da nanoquitosana. Além da produção da nanoquitosana em escala industrial, a companhia busca desenvolver produtos alimentícios em conjunto com os pesquisadores, com enfoque na redução do colesterol.
O LabCatProBio atuou na execução do projeto e promoveu aumento de produção da nanoquitosana – de 5g por batelada para cerca de 500g por batelada. “A empresa pretende produzir a nanoquitosana em escala piloto até o início de 2020, mantendo a parceria com a UFPR para que a transferência da tecnologia ocorra plenamente”, afirma Helton.
A Universidade, por meio do Laboratório Central de Nanotecnologia (LCNano), e a empresa firmaram parceria para inscrição em edital lançado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) e pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), com proposta a aprovada diante de contrapartida financeira da empresa. O LCNano é coordenado pela vice-reitora da UFPR, professora Graciela Inês Bolzón de Muniz.
Nanopartículas
Partículas nanométricas têm tamanho um milhão de vezes menor que um milímetro. Modificar a estrutura de um material em uma escala nanométrica pode levar a criação de um novo material. Ácidos fortes e enzimas costumam ser utilizados para quebrar a cadeia de moléculas orgânicas como os polímeros e diminuir o seu tamanho, no entanto, geram resíduos ou têm alto custo, explicam os pesquisadores. “Quanto menor o tamanho das partículas da quitosana, conseguimos com que ela seja mais solúvel e, assim, podemos ampliar as possibilidades de sua aplicação em diferentes produtos”, esclarece Marcos Polinarski, aluno de mestrado que desenvolve pesquisas no LabCatProBio.
A nanoquitosana também pode contribuir para geração de energia, para avanços na saúde e para o desenvolvimento sustentável. No Laboratório de Dispositivos Nanoestruturados da UPFR, localizado em Curitiba e coordenado pela professora Lucimara Stolz Roman, pesquisadores e alunos avaliam as aplicações da nanoquitosana em células fotovoltaicas. “A ideia da nossa pesquisa é investigar as propriedades óticas, morfológicas e elétricas e correlacionar com o desempenho fotovoltaico. Ver o que está beneficiando, como funciona o processo de fotogeração de carga”, detalha a pesquisadora Luana Cristina Wouk. Por ser um material multifuncional, outras aplicações ainda podem ser exploradas.
Confira a matéria produzida pelo Programa Scientia da TV UFPR:
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[1] Esta notícia científica foi escrita por Bruna Bertoldi Gonçalves.
Como citar esta notícia científica: UFPR. A partir da carapaça do camarão, pesquisadores da UFPR produzem nanoquitosana, material multifuncional. Texto de Bruna Bertoldi Gonçalves. Saense. https://saense.com.br/2019/05/a-partir-da-carapaca-do-camarao-pesquisadores-da-ufpr-produzem-nanoquitosana-material-multifuncional/. Publicado em 27 de maio (2019).
