QUÍMICA VERDE

Química tem uma dupla reputação. Todos nós beneficiamos dos bens de consumo e medicamentos que a indústria química produz, mas também há um lado ruim - como enormes necessidades de energia  na indústria química e a formação de solventes tóxicos, reagentes e produtos residuais. Por mais de 20 anos, os químicos têm tentado tornar a química mais "limpa", através do crescente campo da química verde.

Também conhecida como a química sustentável, ambientalmente benigna, a química verde é um conceito que está sendo lentamente introduzida em vários níveis. A química verde pode ser definida como "a criação de produtos e processos químicos que reduzem ou eliminam o uso e geração de substâncias perigosas".

As  principais idéias que química verde podem ser resumidas, brevemente em alguns pontos simples:

Reduzir o desperdício

Síntese do ibuprofeno
em 6 etapas

Um tema da química verde é que os reagentes e solventes acabem em produtos desejados, em vez de resíduos ou subprodutos. A redução dos resíduos diminui os problemas ambientais. As fontes de matéria de partida na produção de uma substância também devem ser consideradas. Reagentes deve ser renovável, sempre que necessário ou obtidos de fontes que são rápida e facilmente disponíveis.

Produtos farmacêuticos, em particular, são muitas vezes produzidos em uma síntese de multi-passo, em vez de simplesmente por reação de um reagente A com o reagente B para criar a droga. Em uma síntese de multi-passo, o produto feito em uma etapa é usado no passo seguinte, mas o rendimento de cada passo é muito menor que 100%, assim, solventes e materiais e energia são perdidos ao longo do caminho.

Rotas sintéticas com menos etapas e mais produtivas, tendo em conta os outros princípios verdes, fazem menos resíduos. Por exemplo, o analgésico  ibuprofeno foi originalmente feito em uma síntese de seis passos a partir do isobutilbenzeno, mas uma nova síntese, mais eficiente, utiliza apenas três passos.

Reduzir a toxidade

Síntese moderna do
 ibuprofeno em 
3 etapas

Químicos verdes também tentam usar apenas as substâncias que não agridem o meio ambiente. Em um dos piores desastres industriais do mundo o gás metil-isocianato (CH3 NCO) utilizado na produção de pesticidas vazou da fábrica da Union Carbide India Limited em Bhopal, na Índia, em 1984. Milhares de pessoas foram expostas. O número de mortos de imediato foi relatado como vários milhares , e em torno de meio milhão de pessoas ficaram feridas, sofrendo invalidez temporária ou permanente. 

Bem como a escolha de reagentes menos tóxicos, químicos verdes também tentam muda para solventes não-orgânicos, como água e dióxido de carbono super-crítico*. Os solventes de hidrocarbonetos anteriormente utilizados são tóxicos e emitem vapores que são gases com efeito estufa, enquanto os solventes halogenados são frequentemente cancerígenos, também como gases com efeito estufa e fontes de radicais  livres - que destroem a camada de ozônio.

Reduzir as emissões

A indústria química precisa de uma enorme quantidade de energia elétrica; reduzir esse requisito é importante , tanto economicamente quanto ambientalmente.  Os investigadores utilizam a energia para aquecer e aumentar a pressão de reações bem como para o transporte de materiais. Os cientistas estão à procura de caminhos de reações alternativas que funcionam à temperaturas e pressões mais baixas, reduzindo a quantidade de dióxido de carbono produzido pela queima de combustíveis fósseis.

Encontrar catalisadores mais eficientes para reações existentes também irá reduzir os resíduos de reagente e energia. Idealmente, os catalisadores seriam metais prontamente disponíveis, tais como o ferro, em vez do que os mais exóticos, como a platina, que são escassos e necessitam de energia considerável de obter.

Aplicando a química verde aos combustíveis verdes

Quando a enegia é necessária, os biocombustíveis são substitutos desejáveis  aos combustíveis fósseis. O etanol é um biocombustível bem conhecido, produzidos por muitos processos de fermentação. Veículos adaptados podem usar 100% de etanol ou misturas etano-gasolina. No entanto, o etanol não e particularmente bom, uma vez que esse combustível:

> não vaporiza tão facilmente quanto a gasolina

> tem apenas cerca de 70% da densidade de energia da gasolina

> tem uma tendência para atrair água

> é ácido nas temperaturas dentro do motor e pode provocar a corrosão

> motor requer adaptação para funcionar com proporções maiores do mesmo

O butan-1-ol seria um aditivo de combustível muito melhor do que o etanol, uma vez que tem propriedades mais semelhantes à gasolina. o butan-1-ol pode ser produzido a partir da biomassa (biobutanol) e a partir de combustíveis fósseis (petrobutanol). No entanto, esses processos não precisam de grandes quantidades de energia ou contar com catalisadores biológicos (enzimas) que produzem baixos rendimentos.

Tem sido alvo da industria química, fazer butan-1-ol por condensação de duas moléculas de etanol:

CH3CH2 OH + HO CH2CH3  -------> CH3 CH2 CH2 CH2 OH + H2O

O catalisador de rutênio complexo usado
 para fazer o butan-1-ol a partir do etanol

Em 2003, no entanto, uma descoberta permitiu produzir o butan-1-ol a partir do etanol com  rendimentos de mais de 95%, utilizando um catalisador de rutênio. O desafio agora é aperfeiçoar o processo para a industria.

Os problemas ambientais não estão ainda resolvidos, então a química verde se tornará mais importante.Novas pesquisas serão necessárias para aplicar os princípios químicos verdes em toda ciências químicas e na engenharia.

* Fluido supercrítico é qualquer substância em uma temperatura e pressão acima do seu ponto crítico, no qual não existe mais a distinção entre as fases líquida e gasosa. Ele sofre derramamento através de sólidos como um gás, e pode dissolver materiais como um líquido

Fonte: http://www.scienceinschool.org/

BOTULISMO

O botulismo é causado pela toxina proveniente da bactéria Clostridium botulinum, encontrada em alimentos contaminados e que foram mal conservados.

A bactéria pode ser encontrada no solo, em fezes humanas, além de alimentos, que é a principal forma de se contrair a doença.

O botulismo não é contagioso, mas é uma doença considerada rara e de grande gravidade, pois em alguns casos é fatal.

Existem dois tipos da doença: o alimentar e o proveniente de feridas e machucados.

O botulismo causado por ferimentos acontece quando a bactéria está no solo ou fezes e ocorrer o contato com algum ferimento. 

A forma mais comum de se contrair a doença é por  meio de alimentos contaminados com a bactéria, principalmente alimentos enlatados e em conservas que não foram esterilizados adequadamente.

A doença pode ficar encubada até oito dias e em alguns casos leva esse período para desenvolver sintomas. Em outros casos, o paciente pode manifestar sinais da intoxicação em seguida ao consumo do alimento e neste caso o paciente sente a boca muito seca e começa a ter a visão distorcida ou em duplicidade. Palpitação, tonturas e dificuldade par urinar estão presentes nos sintomas de imediato.

Nos casos em que o paciente demora alguns dias para desenvolver os sinais da doença, os sintomas aparecem com náusea e vômitos constantes, sensação de cólicas e diarreia, dificuldade em falar e fraqueza nos músculos das pernas. O caso mais  grave da doença e que pode ser fatal é quando o paciente tem paralisia dos músculos respiratórios.

O botulismo alimentar pode ser diagnosticado por meio de exame neurológico, além da investigação sobre alimentos ingeridos. Pode-se fazer, também, exames da sangue e fezes para detectar a presença da bactéria.

O principal objetivo do tratamento é controlar os sintomas e evitar eventuais complicações. A hospitalização é exigida em quase todos os casos, pois botulismo pode levar à problemas respiratórios e eles costumam ser ser fatais.

Em geral, o tratamento é feito por meio de medicamentos específicos, chamados antibotulinicos, que agem diretamente contra a toxina liberada pela bactéria. Algumas vezes, o médico poderá prescrever antibióticos, mas eles nem sempre ajudam no tratamento.

Latas de alimentos que se encontram estufadas devem ser evitadas pois, a fermentação da bactéria produz gás que pressiona a lata.

Veja esta entrevista:

Atividade curricular - Alunos de Ciências, Biologia e Química.

Leia com atenção o post acima, assista aos vídeos, copie e responda as questões abaixo e entregue ao seu professor na sala 7.

1) Qual a causa do botulismo?
2) Qual a forma mais comum de contrair essa doença?
3) Cite alguns sintomas sentidos pela pessoa doente.
4) Como é feito o tratamento do botulismo?
5) Como evitar essa doença?

Conservantes de alimentos associados à obesidade e doenças do intestino

 Estudo em ratos sugere que os emulsionantes alteraram as bactérias do intestino, levando à condição inflamatória do intestino - colite.

Substâncias químicas conhecidas como emulsificantes são muitas vezes adicionados aos alimentos processados, como o sorvete

Conservantes artificiais usados ​​em muitos alimentos processados ​​pode aumentar o risco de doenças inflamatórias intestinais e distúrbios metabólicos, de acordo com pesquisa publicada em 25 de fevereiro, em Nature. Num estudo realizado em ratos, produtos químicos conhecidos como agentes emulsionantes foram responsáveis por alterar a composição de bactérias no cólon - a primeira vez que estes aditivos têm demonstrado afetar diretamente a saúde.

Cerca de 15 emulsionantes diferentes são usados ​​em alimentos processados ​​ para fins,por exemplo, alisamento da textura do sorvetes e prevenção da separação de maionese. As agências reguladoras, como a Food and Drug Administration (FDA), dos EUA diz que emulsionantes são "geralmente considerado como seguro", porque não há nenhuma evidência de que eles aumentem o risco de câncer ou de ter efeitos tóxicos em mamíferos.

Mas quando imunologista Andrew Gewirtz na Georgia State University, em Atlanta e seus colegas mostraram que ratos alimentado com emulsionantes como a carboximetilcelulose e  polissorbato-80 afetam a saúde dos animais. Apesar de que sua dieta não ter sido alterada, camundongos sadios, cuja água continha os produtos químicos, se tornaram obesos e desenvolveram problemas metabólicos, como a intolerância à glicose. Em camundongos geneticamente modificados a fim de serem propensos à doenças inflamatórias do intestino, emulsionantes também pareceu aumentar a gravidade e frequência de doença inflamatória intestinal.

Os efeitos de saúde mais graves foram observadas em ratos que consumiram os produtos químicos a um nível semelhante a de uma pessoa cuja dieta consiste de apenas sorvete, diz Gewirtz. Mas os pesquisadores viram efeitos mesmo em um décimo da concentração de emulsificantes que a FDA permite em um produto alimentar.

Para entender o porquê dos emulsionantes afetarem a saúde dos camundongos, os pesquisadores analisaram as bactérias de dois locais nos animais. Eles encontraram menor diversidade nas espécies microbianas do que em ratos saudáveis, e encontraram evidências de que os micróbios tinham migrado próximo às células que revestem o intestino.Gewirtz e seus colegas suspeitam que os emulsionantes podem destruir o muco ​​que reveste o intestino dos mamíferos e impede que as bactérias entrem em contato com as células do intestino. Se isto acontecer, as bactérias  causam a inflamação no intestino e também podem produzir alterações no metabolismo.

No ano passado, Elinav e o biólogo computacional Eran Segal, um colega no Instituto Weizmann, constatou que adoçantes artificiais, como a sacarina pode causar doenças metabólicas como obesidade e diabetes, alterando a composição de bactérias no intestino, tanto os ratos como em seres humanos. Eles estão agora  compilando  um banco de dados:  genéticos e do microbioma de cerca de 1.000 voluntários, medindo a sua resposta metabólica para diferentes alimentos. Eles esperam que isso acabe permitindo aos  nutricionistas  fazerem recomendações dietéticas específicas para indivíduos com base nesses parâmetros.

Elinav e Segal tem  esperança para incorporar o consumo de emulsionantes, edulcorantes e outros aditivos artificiais em estudo, mas advertem que existem muitos componentes para doenças inflamatórias e metabólicas. "Este não é, com certeza, o único fator determinante" para a doença inflamatória do intestino, diz Elinav.

Gewirtz diz que muitos estudos em humanos e animais precisam ser concluídos antes de agências reguladoras  consideraemr a mudança como os aditivos são aprovados - afinal de contas, removendo conservantes de alimentos faria com que eles apodrecem mais cedo, o que representa um outro risco para a saúde. Ele espera fazer um estudo em humanos em breve e já está a recolher biópsias de pacientes de cirurgia para estudar onde diferentes bactérias vivem no cólon.

Mas os resultados têm sido suficientes para convencer Gewirtz e co-autor Benoit Chassaing, um microbiologista da Georgia State, para começar a verificar os rótulos dos alimentos que compram, embora ambos dizem que não estão tentando eliminar inteiramente os emulsionantes. Não é fácil encontrar alimentos sem emulsificante, Gewirtz diz, e produtos comercializados como "orgânico" têm a mesma probabilidade de conter estes agentes. "Quando se trata de pessoas que fazem as suas próprias decisões, entre os nossos estudos e outros lá fora, é melhor comer menos alimentos processados", diz ele.

Obs.: Emulsão é a mistura entre dois líquidos imiscíveis em que um deles (a fase dispersa) encontra-se na forma de finos glóbulos no seio do outro líquido (a fase contínua), formando uma mistura estável. Exemplos de emulsões incluem manteiga, margarina, café expresso, maionese e alguns cosméticos. As emulsões mais conhecidas consistem de água e óleo.

Os agentes emulsificantes ( ou emulsionantes ou surfactantes) são substâncias adicionadas às emulsões para umentar a sua estabilidade cinética, tornando-as razoavelmente estáveis e homogêneas. Um exemplo de alimento emulsionado é a maionese, na qual a gema de ovo contém o fosfolipídeo licitina que estabiliza a emulsão do azeite na água.

Fonte: Nature.com