Revisão bibliográfica sobre o Quitosano (Chitosan) e teu uso na agricultura. E prática camponesa para a produção de biofertilizantes quitosano. Material técnico criado pela equipe da Fundação Juquira Candiru para auxiliar os camponeses do campo. Autor: Oliver Naves Blanco - comunicador rural Juquira Candiru Satyagraha

1. Da Quitina ao Biofertilizante "Quitosano Camponês"
Sebastião Pinheiro
Oliver Naves Blanco
Revisão Bibliográfica
A quitina e a quitosana são biomateriais consideravelmente versáteis e
promissores. O derivado de quitina desacetilada, quitosana é polímero bioativo mais útil e
interessante. Apesar da sua biodegradabilidade, possui muitos grupos laterais amino
reativos, que oferecem possibilidades de modificações químicas, formação de uma
grande variedade de derivados úteis que estão comercialmente disponíveis ou podem ser
disponibilizados através de reações de enxerto e interações iônicas. Este estudo analisa a
pesquisa contemporânea em quitina e quitosana para aplicações em vários campos
industriais e biomédicos.
O quitosano é um polissacarídeo linear composto por D-glucosamina (unidade
desacetilada) ligada a β-(1 → 4) distribuída aleatoriamente e N-acetil-D-glucosamina
(unidade acetilada). É feito tratando as cascas de quitina de camarão e outros crustáceos
com uma substância alcalina, como o hidróxido de sódio.
A quitosana possui vários usos biomédicos comerciais e possíveis. Pode ser usado
na agricultura como tratamento de sementes e biopesticida, ajudando as plantas a
combater infecções fúngicas. Na produção de vinho, pode ser usado como agente de
granulação, ajudando também a evitar a deterioração. Na indústria, pode ser usado em
um revestimento de tinta de poliuretano auto-reparável. Na medicina, é útil em ataduras
para reduzir o sangramento e como agente antibacteriano; ele também pode ser usado
para ajudar a distribuir drogas através da pele.
Mais controversa, a quitosana tem sido usada para limitar a absorção de gordura, o
que a tornaria útil para a dieta, mas há evidências contra isso.
Outros usos da quitosana que foram pesquisados incluem o uso como fibra
dietética solúvel.
Fabricação e propriedades
A quitosana comercial é derivada das cascas
de camarão e outros crustáceos marinhos, incluindo
o Pandalus borealis, retratado aqui.
A quitosana é produzida comercialmente pela
desacetilação da quitina, que é o elemento
estrutural do exoesqueleto de crustáceos (como os
caranguejos e camarões) e das paredes celulares
dos fungos. O grau de desacetilação (%DD) pode
ser determinado por espectroscopia de RMN, e a
%DD em quitosanas comerciais varia de 60 a 100%.
Em média, o peso molecular da quitosana produzida
comercialmente está entre 3.800 e 20.000 Daltons.
Um método comum para a síntese de quitosana é a
Formação de quitosana por desacetilação
parcial de quitina

2. desacetilação da quitina usando hidróxido de sódio em excesso como reagente e água
como solvente. A reação segue cinética de primeira ordem, embora ocorra em duas
etapas; a barreira de energia de ativação para o primeiro estágio é estimada em 48,8 kJ
mol-1 a 25-120 ° C e é maior do que a barreira para o segundo estágio.[2] Esta via de
reação, quando permitida a conclusão (desacetilação completa), produz até 98% do
produto.[3]
O grupo amino na quitosana tem um valor de pKa de ~ 6,5, o que leva a uma
protonação significativa em solução neutra, aumentando com o aumento da acidez
(diminuição do pH) e a % do valor-DA. Isso torna a quitosana solúvel em água e um
bioadesivo que se liga prontamente a superfícies carregadas negativamente [4] [5], como
as membranas mucosas. A quitosana aumenta o transporte de drogas polares através
das superfícies epiteliais e é biocompatível e biodegradável. Não é aprovado pelo FDA
para entrega de medicamentos embora. Quantidades purificadas de quitosanas estão
disponíveis para aplicações biomédicas.
As nanofibrilas foram feitas usando quitina e quitosana. [6]
Usos na Agricultura e horticultura
Os usos agrícolas e hortícolas da quitosana, principalmente para defesa de plantas
e aumento de produtividade, baseiam-se em como esse polímero de glucosamina
influencia a bioquímica e a biologia molecular da célula vegetal. Os alvos celulares são a
membrana plasmática e a cromatina nuclear. Alterações subsequentes ocorrem nas
membranas celulares, cromatina, DNA, cálcio, MAP Kinase, burst oxidativo, espécies
reativas de oxigênio, genes relacionados à patose (PR) e fitoalexinas.[7]
A quitosana foi registrada pela primeira vez como um ingrediente ativo (licenciado
para venda) em 1986. [8]
No biocontrole natural e eliciador
Na agricultura, a quitosana é tipicamente usada como um tratamento natural de
sementes e estimulador do crescimento de plantas, e como uma substância biopesticida
ecologicamente correta que aumenta a capacidade inata das plantas de se defenderem
contra infecções fúngicas.[9] Os ingredientes ativos de biocontrole natural,
quitina/quitosana, são encontrados nas cascas de crustáceos, como lagostas,
caranguejos e camarões, e muitos outros organismos, incluindo insetos e fungos. É um
dos materiais biodegradáveis mais abundantes do mundo.
Moléculas degradadas de quitina/quitosana existem no solo e na água. Aplicações
de quitosana para plantas e culturas são reguladas pela EPA, e o Programa Orgânico
Nacional do USDA regula o seu uso em fazendas e cultivos orgânicos certificados. [10]
Produtos de quitosana biodegradáveis e aprovados pela EPA são permitidos para uso
externo e interno em plantas e culturas cultivadas comercialmente e por
consumidores.[11]
A capacidade natural de biocontrole da quitosana não deve ser confundida com os
efeitos de fertilizantes ou pesticidas nas plantas ou no meio ambiente. Os biopesticidas
ativos de quitosana representam um novo nível de controle biológico econômico das
lavouras para agricultura e horticultura.[12] O modo de ação de biocontrole da quitosana
provoca respostas de defesa inatas naturais dentro da planta para resistir a insetos,

3. patógenos e doenças transmitidas pelo solo quando aplicadas à folhagem ou ao solo.[13]
A quitosana aumenta a fotossíntese, promove e melhora o crescimento das plantas,
estimula a absorção de nutrientes, aumenta a germinação e a brotação e aumenta o vigor
das plantas. Quando usado como tratamento de sementes ou revestimento de sementes
de algodão, milho, batata-semente, soja, beterraba sacarina, tomate, trigo e muitas outras
sementes, provoca uma resposta imunitária inata no desenvolvimento de raízes que
destroem cistos de nematóides parasitários sem prejudicar os nematóides e organismos
benéficos.[14] [15]
As aplicações agrícolas da quitosana podem reduzir o estresse ambiental devido à
seca e às deficiências do solo, fortalecer a vitalidade das sementes, melhorar a qualidade
das plantações, aumentar a produtividade e reduzir a deterioração de frutas, vegetais e
frutas cítricas. A vida de flores cortadas e árvores de Natal. O Serviço Florestal dos EUA
realizou uma pesquisa sobre quitosana para controlar patógenos em pinheiros [17] [18] e
aumentar o fluxo de resina que resiste à infestação por besouros de pinheiro.[19]
A quitosana tem uma rica história de
pesquisa para aplicações na agricultura e
horticultura que datam da década de 1980.[20] Em
1989, as soluções de sal de quitosana foram
aplicadas às culturas para melhorar a proteção
contra congelamento ou para cultivar a semente
para o preparo de sementes.[21] Pouco depois, o
sal de quitosana recebeu o primeiro rótulo de
biopesticida da EPA, seguido por outras aplicações
de propriedade intelectual.
A quitosana tem sido usada para proteger as
plantas no espaço, bem como o experimento da
NASA para proteger os grãos de azuki cultivados a
bordo do ônibus espacial e da estação espacial
Mir em 1997 (ver foto acima). [22] Os resultados
da NASA revelaram que a quitosana induz
aumento do crescimento (biomassa) e resistência
a patógenos devido a níveis elevados de enzimas β-(1 → 3)-glucanase nas células das
plantas. A NASA confirmou que a quitosana provoca o mesmo efeito nas plantas da
Terra.[23]
Soluções não tóxicas de polímero de quitosana de baixo peso molecular parecem
ser seguras o suficiente para usos agrícolas e hortícolas de amplo espectro. [24] [25] Em
2008, a EPA aprovou o status de elicitor natural de amplo espectro para um ingrediente
ativo molecular ultrabaixo de 0,25% de quitosana.[26]
Uma solução natural de eliciador de quitosana para agricultura e usos hortícolas
recebeu um rótulo alterado para aplicações foliares e de irrigação pela EPA em 2009. [16]
Devido ao seu baixo potencial de toxicidade e abundância no ambiente natural, a
quitosana não agride as pessoas, animais de estimação, animais selvagens ou o meio
ambiente quando usada de acordo com as instruções do rótulo. [27] [28] [29] O Serviço
Florestal dos EUA testou a quitosana como um biopesticida ecológico para prear os
pinheiros para se defenderem contra os besouros do pinheiro da montanha.
O suporte de vida da NASA tecnologia GAP
com grãos não tratados (tubo esquerdo) e
grãos tratados com biocontrole de quitosana
ODC (tubo direito) retornaram da estação
espacial Mir a bordo do ônibus espacial -
setembro de 1997

4. Filtração
A quitosana pode ser usada na hidrologia como parte de um processo de
filtração.[30] A quitosana faz com que as partículas de sedimentos finos se liguem e é
subsequentemente removida com o sedimento durante a filtração de areia. Também
remove minerais pesados, corantes e óleos da água.[30] Como aditivo na filtração de
água, a quitosana combinada com a filtração de areia remove até 99% da turbidez. [31] A
quitosana está entre os adsorventes biológicos usados para remoção de metais pesados
sem impactos ambientais negativos.[30]
Em combinação com bentonita, gelatina, sílica gel, cola de peixe ou outros agentes
de colagem, é usada para clarificar vinho, hidromel e cerveja. Adicionado no final do
processo de fermentação, a quitosana melhora a floculação e remove células de levedura,
partículas de frutas e outros detritos que causam vinho nebuloso. [32]
Vinificação e quitosana de fonte fúngica
A quitosana tem uma longa história de uso como agente de refinamento na
produção de vinho. [33] [34] A fonte de fungos quitosana mostrou um aumento na
atividade de decantação, redução de polifenóis oxidados em suco e vinho, quelação e
remoção de cobre (pós-trasfega) e controle da levedura de deterioração Brettanomyces.
Estes produtos e utilizações estão aprovados para utilização europeia pelas normas da
UE e da OIV [35].
Uso médico
A quitosana é usada em alguns curativos para parar o sangramento.[36] Esse
curativo recebeu aprovação para uso médico nos Estados Unidos em 2003.[36] Também
parece diminuir o crescimento de bactérias e fungos.[37] Ele também estava sendo visto
como um curativo de queimaduras a partir de 2011.[37] Curativos de quitosana têm sido
usados durante as guerras no Iraque e no Afeganistão.[36] Um estudo durante a guerra
encontrou evidências de sucesso.[36] As versões são feitas por vários fabricantes em
vários formatos.[36]
Agentes hemostáticos de quitosana são freqüentemente sais de quitosana feitos da
mistura de quitosana com um ácido orgânico (como ácido succínico ou lático). O agente
hemostático atua por meio de uma interação entre a membrana celular dos eritrócitos
(carga negativa) e a quitosana protonada (carga positiva), levando ao envolvimento das
plaquetas e à rápida formação de trombo.[38] Os sais de quitosana podem ser misturados
com outros materiais para torná-los mais absorventes (como a mistura com alginato), ou
para variar a taxa de solubilidade e bioabsorção do sal de quitosana. Os sais de quitosana
são biocompatíveis e biodegradáveis, tornando-os úteis como hemostatos absorvíveis. A
quitosana protonada é decomposta pela lisozima no corpo em glucosamina [38] e a base
conjugada do ácido (como lactato ou succinato), substâncias encontradas naturalmente
no corpo.
Pesquisa
A quitosana e os derivados têm sido explorados no desenvolvimento de
nanomateriais, bioadesivos, sistemas aperfeiçoados de administração de medicamentos
[39], revestimentos entéricos [40] e em dispositivos médicos. [41] [42] [43] Em 2011,
cientistas de Harvard criaram um material chamado "shrilk", feito pela deposição

5. sequencial de fibroína extraída da seda e quitosana extraída de cascas de camarão. O
design imita a estrutura em camadas da endocutícula do inseto com componentes
similares. O filme plástico composto em camadas resultante é resistente e pode ser mais
ou menos flexível dependendo da quantidade de água adicionada. [44]
A quitosana está sendo pesquisada como adjuvante de um método de
administração de vacina intranasal em potencial. [45]
Bioprinting
Materiais bioinspirados, um conceito de fabricação
inspirado em nácar natural, carapaça de camarão ou
cutícula de insetos, [47] [48] [49] levaram ao
desenvolvimento de métodos de bioprintificação para
fabricar objetos de consumo em larga escala usando
quitosana. [50] [51] Esse método é baseado na replicação
do arranjo molecular de quitosana de materiais naturais em
métodos de fabricação, como moldagem por injeção ou
moldagem de molde. [52] Uma vez descartados, os objetos construídos com quitosana
são biodegradáveis e não tóxicos. [53] O método é usado para projetar e bioprintar órgãos
ou tecidos humanos. [54] [55]
Objetos pigmentados de quitosana podem ser reciclados, [56] com a opção de
reintroduzir ou descartar o corante em cada etapa de reciclagem, permitindo a reutilização
do polímero independentemente dos corantes. [57] [58] Ao contrário de outros
bioplásticos vegetais (por exemplo, celulose, amido), as principais fontes naturais de
quitosana são de ambientes marinhos e não competem por terras ou outros recursos
humanos. [46] [59]
Perda de peso
A quitosana é comercializada em forma de comprimido como um "aglutinante
gordo" [60]. Embora o efeito da quitosana na redução do colesterol e do peso corporal
tenha sido avaliado, o efeito parece não ter ou ter pouca importância clínica. [61] [62]
Revisões de 2016 e 2008 constataram que não houve efeito significativo, e nenhuma
justificativa para pessoas com sobrepeso usarem suplementos de quitosana. [61] [63] Em
2015, a Food and Drug Administration dos EUA emitiu um comunicado público sobre os
varejistas de suplementos que fizeram alegações exageradas sobre o suposto benefício
de perda de peso de vários produtos. [64]
Práxis camponesa – F. Juquira Candiru
QUITO – SANO e GUAIAQUIL
I - MÉTODO QUÍMICO:
1. DESPROTEINAÇÃO (ou QUEBRA DA PROTÉINA): Com 1 kg de cabeças e casca de
camarões frescos em 2 litros de água, colocar 100 gramas de soda cáustica
cuidadosamente para evitar queimaduras e deixe ferver em uma panela de pressão por 3
minutos. Escorra e lave por 3 vezes com água quente e coloque em água morna a 40ºC.
Objetos funcionais
tridimensionais grandes feitos
de quitosana.[46]

6. 2. As cascas cozidas estão agora preparadas para receber o inóculo da fermentação
anterior realizada no Curso Saúde no Solo e Agroecologia 7.0 como o professor
Sebastião Pinheiro em novembro/2018, no sítio Solar Blanco, São Pedro/SP conformes o
quadro anexado nesta publicação. Agregar em uma garrafa PET de 3,3 litros, 1 litro deste
fermentado (de Nov/18) como um inóculo e todas as cascas de camarão cozidas, mais
duas colheres de sopa de Sulfato de Amônio e 200 gramas de abóbora vermelha cozida;
instale uma bomba de aquário para borbulhar ar e deixar fermentar por 15 dias.
3. Observe a viscosidade do primeiro fermentado sem remover proteínas e compare com
a viscosidade desse agora.
4. Com o novo fermentado (maio/2019) feito com cascas cozidas observar a viscosidade.
Quanto mais viscoso, mais quitosana. Faça uma nova análise em laboratório para a
quitosana. Ambos são importantes em 2 níveis econômicos para aprender a criar o
inóculo e para calcular as doses de aplicação na agricultura. É possível que, o que tenha
menos quitosana funcione melhor, pois é um complexo e não apenas contendo quitosana
mas com muita Lactoferrina e Ferritina que agem como sideróforos. É possível que o
cozimento das cascas facilite a desacetilação da quitina e produção de quitosana, mas a
fermentação ajuda a produzir mais sideróforos e os resultados positivos na agricultura
pela formação paralela de Nisina (a).
Em solos ácidos, a desmineralização não é necessária fazer, uma vez que o Cálcio é um
mineral muito pobre nestes solos. Em solos neutros ou alcalinos, se for conveniente
observar o efeito da desmineralização da biomassa. Quando a finalidade seja alimentar
ou indústrial, se é necessário pensar em desmineralização, que é feita com 5 a 10% de
ácido clorídrico em água quente por cerca de 3 horas.
II - MÉTODO BIOLÓGICO:
1. A grande vantagem da fermentação é que todas as reações de desproteinização,
desacetilação e desmineralização ocorrem simultaneamente com a formação de ácido
acético, ácido láctico e quitosana (Chitosan) ao mesmo tempo em que ativa sideróforos e
isso é avaliado na eficiência das aplicações do biofertilizante com Quitosana e Nisina (a) o
polipeptídeo que inibe fungos, bactérias e vírus e outros elementos bioativos prejudiciais.
2. O primeiro fermentado feito em novembro/18, quadro em anexo, contém Lactobacillus
ponha em garrafas PET de 500 ml no congelador (freezer) e armazene; e, identificar no
segundo também, devidamente identificado. É a coleção de inóculo.
3. Se o laboratório lhe disser que o segundo tem muito mais quitosana. O teste de campo
é para dizer qual é o melhor.
4. O professor Sebastião Pinheiro fez os primeiros ensaios em 2007, na Universidade de
Sinaloa, dentro do Laboratório de Solos da Universidade depois que li dois trabalhos: -
Rinaudo M, Pavlov G, Desbrie'res J (1999); Quitina e quitosana: propriedades e
aplicações. Prog Polym Sei 31: 603-632; e, Rinaudo, 2006 Influência da
concentração de ácido acético na solubilização de quitosana. Polymer 40: 7029-
7032]. A improvisação da bomba do aquário foi para remover o risco de mau cheiro e
moscas.

7. No sítio Solar Blanco, em São Pedro/SP,
estamos fazerndo em quantidades maiores.
Pode-se utilizar carapaças de caranguejos,
casca de camarões, cascas de jaiba (giló
grande) ou insetos como o grilo, e os besouros
que também têm quitina e servem como
biomassa na fermentação.
A produção inicial de inóculos foi
elaborada com base nas experiências de
agricultores na fabricação do “Xacualolibiol”.
Nos últimos tempos, pesquisadores corruptos ou manipulados e induzidos
propalam que os biofertilziantes não são seguros pois são feitos com estercos. Eles e os
burocratas de fitossanidade (assim como os e inocuidade higiene) intentam denegrir ou
detratar os biofertilizantes em geral, e por ignorânica e má fé os relacionam com
Coliformes fecais, Rotavírus e outros microrganismos patogênicos ou vírus (PINHEIRO,
2019). Passamos então a defender as comunidades rurais com informações sobre o
direito consuetudinário, biotestes e análises de Cromatografia de Pfeiffer.
As grandes corporações com o tempo e divulgação dos biofertilizantes
demostraram a intenção de proibir sua manufatura pelos agricultores, protegendo os
interesses industriais das empresas de biotecnologia. De forma corrupta, eles
“confundem” a contaminação em caso específico individualizado a ser fiscalizado,
inspecionando, educando e controlando, com ação tecnológica proibida ou vetada através
de polícia sanitária, protegendo os interesses das empresas que não desejam
concorrência, pois os produtos artesanais são superiores técnica e culturalmente
(PINHEIRO, 2019).
Quanto mais informação e meios de controle estão à disposição dos agricultores,
melhor é para a economia e sociedade, mas a submissão e privatizaçao do Estado com
direcionamento de leis é um escândalo mundial... (PINHEIRO, 2019)
A resposta veio da experiência prática dos camponeses; o “Xacualolibiol” foi criado
para os agricultores de regiões áridas como o Nordeste do Brasil, grande parte do México,
Austrália e África. Para evitar a discussão cabotina sobre inocuidade e higiene, optamos
por preparar um etnobiofertilizante com a abóbora vermelha nativa de Oaxaca, que dá
nome ao doce nacional (do nahuatl Xacualoli). A abóbora nativa do sul do México é de
presença obrigatória em todas as propriedades rurais. Tem baixo custo e capacidade de
armazenamento de muitos meses e até anos (PINHEIRO, 2019).
É ótimo meio de cultivo para microrganismos como bactérias, inclusive as
fotossintetizadoras, importantes para a produção de água e Oxigênio nas regiões áridas.
Usa como inoculante os soros de leite e bactérias do solo e atmosfera agrícola de fácil
propagação. Sendo feito com água, farinha de pedra e a própria abóbora tanto cozida
como crua e soro de leite fresco de boa qualidade. As análises dos Xacualolibiol bem
feitos produzem grandes quantidades de coágulos etanólico e alcalino, superando em
mais de 20% os feitos com esterco ou somente soro de leite. Acreditamos que esta
qualidade seja em função do caráter alcalino da abóbora e sua riqueza em Cálcio-
caroteno (PINHEIRO, 2019).

8. De acordo com essas práticas tomamos como base o biofertilizante Xacualolibiol
para criarmos o biofertilizante camponês denominado “Sorriso da Camponesa” ou
“Sorrido do Camponês” com o objetivo de melhor aproveitar a quitina contida nos resíduos
de cascas e cabeças de camarões coletados frescos em restaurantes de Piracicaba/SP.
No quadro a seguir descrevemos os materiais necessários para o fermentado
biotecnológico quitosano elaborado no curso Saúde no Solo e Agroecologia 7.0 com o
professor Sebastião Pinheiro e Oliver Naves Blanco, agroecólogo da Fundação Juquira
Candiru, no sítio Solar Blanco no município de São Pedro/SP nos dias 16, 17, 18 e 19 de
novembro/2019:
INGREDIENTES QUANTIDADES
1. Tambor de plástico transparente 1.000 L 1
2. Água 650 L
3. Soro 150 L
4. Melaço 50 L
5. Merda fresca de bezerros ou vacas de pasto nativo 10 kg
6. Abóboras morangas ou cabotiã 50 kg
7. Casca de camarão/ou besouros, grilos/ou outra fonte de quitina 10 kg
8. Farinha de rocha 15 kg
9. Saco de algodão 1
10. Bomba de aquário/com extensão mangueira 2 m 1
PREPARAÇÃO
No tambor plástico transparente com campacidade de 1000L (observação: pode-se fazer
em proporções menores desde que se tenha um recipiente branco que permita a entrada
de luz para a ativação e ação das bactérias fotossintetizadoras, alterando as proporções
dos ingredientes de acordo com a capacidade do recipiente) previamente abastecido
com água limpa sem tratamento ou contaminada. Aos poucos ir inserindo os
ingredientes: soro, melaço, merda fresca de bezerros ou vacas, farinha de rochas e as
abóboras picadas em pedaços menores.
Em um saco de pano colocar as cascas de camarões; amarrar a boca com fio de naylon
e mergulhar no tambor com cuidado, amarrando o na extremidade para facilitar a retirada
depois de finalizada a fermentação.
Inserir a mangueira de aquário e se possível fazer conecções para que prolongue e
espalhe a oxigenação dentro do tambor.
Durante 15 dias todo processo de fermentação se dá de forma aeróbica sendo oxigenado
ininterruptamente para o total controle da proteína do camarão, para que assim não entre
em putrefação.
Passados os 15 dias de fermentação observar o odor do preparado. Este não pode estar
com mau cheiro. Não estando, retirar a oxigenação, agregar mais 10 litros de melaço e
fechar hermeticamente o tambor; utilizando-se de uma mangueira e garrafa PET fazer
uma saída de ar. Este manejo, de instalação da mangueira para a saída de gases e que
não permita a entrada do oxigênio deve ser feito antes de agregar todos os materiais
acima para facilitar a técnica a posterior.
A fermentação, então, se dá de maneira anaeróbica durante 60 dias ininterrupta.

9. Imagens com 60 dias de fermentação anaeróbica. Fotos: Oliver Naves Blanco

10. Imagens com 120 dia de fermentação anaeróbica. Fotos: Oliver Naves Blanco

11. Referências
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