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Título: Desenvolvimento de filmes de pectina/quitosana/glicerol para produção de embalagens biodegradáveis para alimentos
Título(s) alternativo(s): Development of pectin/chitosan/glycerol films for production of biodegradable food packages
Autor(es): Machado, Bruno Rafael
Orientador(es): Martins, Alessandro Francisco
Palavras-chave: Embalagens
Filmes finos
Polissacarídeos
Pectina
Quitosana
Packaging
Thin films
Polysaccharides
Pectin
Chitosan
Data do documento: 10-Dez-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: MACHADO, Bruno Rafael. Desenvolvimento de filmes de pectina/quitosana/glicerol para produção de embalagens biodegradáveis para alimentos. 2019. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.
Resumo: A reciclagem de embalagens plásticas não tem acontecido de forma eficaz, principalmente pela presença de contaminantes sintéticos (tintas e corantes) nas embalagens e descarte incorreto. Portanto, esse estudo aborda o preparo de hidrogéis (filmes) a base de polissacarídeos biodegradáveis (pectina e quitosana) contendo diferentes conteúdos de glicerol (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 e 40% em massa. Os filmes foram preparados por meio de blendas de pectina/quitosana (67/33 m/m) obtidas em HCl 0,10 mol L−1 na presença de glicerol, seguido da evaporação do solvente. Filmes lavados em meio aquoso e filmes não lavados foram obtidos e caracterizados por meio de medidas de propriedades mecânicas, microscopia eletrônica de varredura (SEM), espectroscopia de fotoelétrons de raiosX (XPS), análise termogravimétrica, e medidas de ângulo de contato. O filme não lavado contendo 40% em massa de glicerol apresentou o melhor resultado de elasticidade até a ruptura (Ɛ = 19%). Por outro lado, os filmes lavados e preparados, com teores de glicerol acima de 15%, apresentaram elevada resistência à tração (Ɛ = > 46 MPa). Após lavagem, filmes contendo teores de glicerol acima de 15% se reorganizam, promovendo aumento da resistência à tração. Medidas de ângulo de contato e análise termogravimétricas confirmaram a reorganização das cadeias poliméricas nos filmes lavados. Os espectros de XPS confirmaram a presença dos polissacarídeos, como também do glicerol na superfície dos filmes. Os filmes apresentaram citocompatibilidade sobre células tronco do tecido adiposo de humanos (células ADSCs) e atividade antimicrobiana e antiadesiva contra Escherichia coli. Os filmes promoveram uma baixa taxa de permeabilidade ao vapor de água e gás oxigênio e, ainda, atuaram como barreia à luz UV. O filme com 40% de glicerol pode atuar como embalagem de tomates.
Abstract: Recycling of plastic packaging has not been effective, mainly due to the presence of synthetic contaminants (paints and dyes) in the packs and incorrect disposal.Therefore, this study addresses the preparation of hydrogels (films) based on biodegradable polysaccharides (pectin and chitosan) containing different contents of glycerol (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 and 40% in mass. The films were prepared from pectin/chitosan blends (67/33 wt/at) obtained in 0.10 mol L−1 HCl at the presence of glycerol, followed by the solvent evaporation. Washed and unwashed films were obtained and characterized by mechanical measurements, scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermogravimetric analysis, and contact angle measurements. An unwashed film containing 40% glycerol content showed the best result of elasticity until rupture (Ɛ = 19%). On the other hand, washed films with glycerol contents above 15%, presented high tensile strength (Ɛ = > 46 MPa). After washing, films containing glycerol above 15% reorganize, increasing the tensile strength. Contact angle measurements and thermogravimetric analysis confirmed the reorganization of the polymeric chains in the washed films. XPS spectra confirmed the presence of polysaccharides, as well as the glycerol on the film surfaces. The films presented cytocompatibility onto human adipose stem cells (ADSCs cells) and antimicrobial and anti-adhesive activities against Escherichia coli. The films promoted a low permeability rate to water vapor and oxygen gas and also acted as a barrier to UV light. The film containing 40% glycerol content can act as packaging for tomatoes.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4781
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