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Título: Envelhecimento de filmes comestíveis ativos: nanoencapsulação do carvacrol na matriz gelatina/amido de mandioca
Título(s) alternativo(s): Aging of active edible films: nanoencapsulation of carvacrol in the gelatin / cassava starch matrix
Autor(es): Oliveira, Luma de
Orientador(es): Romio, Ana Paula
Palavras-chave: Biopolímeros
Amido
Agentes antiinfecciosos
Biopolymers
Starch
Anti-infective agents
Data do documento: 4-Jul-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Francisco Beltrao
Referência: OLIVEIRA, Luma de. Envelhecimento de filmes comestíveis ativos: nanoencapsulação do carvacrol na matriz gelatina/amido de mandioca. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019.
Resumo: Embalagens produzidas a partir de biopolímeros, com proteínas e amido tornaram-se alvo de pesquisas e se apresentam como alternativas sustentáveis na substituição parcial ou total dos derivados de petróleo. Assim sendo, este trabalho consiste em apresentar uma alternativa ambientalmente correta para embalagens de alimentos com a utilização de biopolímeros naturais como a gelatina e o amido de mandioca e incorporação de diferentes concentrações de um agente ativo (carvacrol), que tem a função de inibir o crescimento de microrganismos na superfície dos alimentos, e aumentar a vida útil de prateleira dos mesmos. O método de casting foi utilizado na formulação dos filmes compostos e após foi feita a incorporação do antimicrobiano escolhido. Com o intuito de avaliar a estrutura da embalagem durante o período de 150 dias, após a realização do filme composto, estes foram caracterizados com análises de propriedades mecânicas (Elongação e Tensão na ruptura), térmicas (TG e DSC), espessura, solubilidade, umidade, permeação ao vapor d’água, opacidade, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho. Os filmes compostos obtidos apresentaram-se com baixa solubilidade em água, permeação d’água e umidade. Além disso, estes tiveram características translúcidas que varia com a quantidade de óleo adicionada, ou seja, quanto maior a quantidade de óleo mais opaco se torna o filme composto. Já as propriedades mecânicas de elongação e tensão na ruptura sofreram mudanças com o tempo e com a quantidade de óleo. A primeira teve um considerável aumento nos dois aspectos, enquanto que na segunda ocorreu o contrário. Na análise de TGA do filme composto pôde-se notar a porcentagem de perda de umidade para ambos os filmes analisados, além das temperaturas de degradação da matriz biopolimérica e do composto antimicrobiano, também foi verificado que não houve alteração das temperaturas com o tempo de armazenamento. Já na análise térmica de DSC identificou-se as temperaturas de transição vítrea (Tg) e de fusão (Tf) na qual os filmes compostos têm mudança de estado pela aplicação de fluxo de calor, verificou-se também a degradação do composto antimicrobiano carvacrol em temperatura similar a encontrado no TGA (200ºC), assim confirmando que os filmes obtidos no presente estudo são resistentes a temperatura. Na espectroscopia de infravermelho foi possível identificar a presença do carvacrol em diferentes quantidades nos filmes analisados, em determinado pico de comprimento de onda, além disso no tempo de 150 dias de armazenamento esse pico continuou aparecendo, indicando assim que o filme composto a ser usado como embalagem antimicrobiana ainda apresenta seu composto principal responsável pelo aumento de vida de prateleira do produto a ser embalado. Nessa mesma análise também foi possível reconhecer a presença dos biopolímeros (gelatina e amido de mandioca) utilizados na matriz no filme e comprovar a formação de uma blenda polimérica. Conclui-se então que os filmes compostos podem ser aplicados como embalagens alimentícias e que mantêm sua estrutura e propriedade antimicrobiana durante o período de tempo de 150 dias.
Abstract: Packaging made from biopolymers containing protein and starch has been the subject of research, and has proven to be sustainable alternatives for partial or total replacement of petroleum derivatives. Therefore, this work consists in presenting an environmentally correct alternative for food packaging with the use of natural biopolymers such as gelatine and cassava starch. In addition, this package has an active agent (carvacrol), added in different concentrations, which has the function of inhibiting the growth of microorganisms on the food surface, thus increasing its shelf life. The casting method was used in the formulation of the composite films and after the incorporation of the chosen antimicrobial was made. In order to evaluate the structure of the packaging during the 150 days period, after the composite film, the films were characterized by mechanical properties (Elongation and tensile at break), thermal (TG and DSC), thickness, solubility, moisture, water vapor permeability, opacity, scanning electron microscopy and spectroscopy infrared. The composite films obtained presented low solubility in water, water permeation and humidity. In addition, the films had translucent characteristics that vary with the amount of oil added, that is, the larger the amount of oil the opaquer the composite film becomes. However, these features were not dramatically affected over time. However, the mechanical properties of elongation and tension at the rupture underwent changes with time and with the amount of oil. The first one had a considerable increase in both aspects, whereas in the second one the opposite occurred. In the TGA analysis of the composite film, it was possible to observe the percentage of moisture loss for both films analyzed, besides the degradation temperatures of the biopolymer matrix and the antimicrobial compound, it was also verified that these temperatures did not suffer variation as the time of storage. In the thermal analysis of DSC, the glass transition (Tg) and the melt (Tf) transition temperatures in which the composite films have a change of state were verified by the application of heat flux, the degradation of the antimicrobial compound carvacrol in temperature similar to that found in the TGA (200ºC), thus confirming that the films obtained in the present study are temperature resistant. In infrared spectroscopy it was possible to identify the presence of carvacrol in different quantities in the analyzed films, at a certain peak of wavelength, in addition in the time of 150 days of storage this peak continued appearing, thus indicating that the composite film to be used as Antimicrobial packaging still presents its main compound responsible for the increased shelf life of the product being packaged. In this same analysis it was also possible to recognize the presence of the biopolymers (gelatine and cassava starch) used in the matrix in the film and to prove the formation of a polymer blend. It is then concluded that the composite films can be applied as food packaging and that maintain their structure and antimicrobial property during the time period of 150 days.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12743
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