ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: Análise de taxa de transmissão de água de biofilmes de quitosana e aditivos.
AUTORES: NASCIMENTO, S. D. (UFERSA) ; OLIVEIRA, T. A. (UFERSA) ; BEZERRA, N. S. S. (UFERSA) ; SANTOS, F. K. G. (UFERSA) ; LEITE, R. H. L. (UFERSA) ; AROUCHA, E. M. M. (UFERSA)
RESUMO: Foram produzidos filmes de quitosana com concentrações de 10g/L, diluídos em ácido acético 0,5 M, com adição de argila e glicerol e avaliada sua propriedade de taxa de ganho de massa. Os géis de quitosana e aditivos foram depositados em placas de plexiglas nos volumes, 5mL. De acordo com os resultados obtidos pode-se perceber que os melhores resultados de taxa de transmissão de água foram os filmes contendo quitosana e argila, pois o glicerol por ser hidrofílico permitiu à célula de permeabilidade maior absorção de água. Outras concentrações desses aditivos podem ser estudadas para a obtenção de melhores resultados de taxa de água.
PALAVRAS CHAVES: biofilme, quitosana, taxa de transmissão de água
INTRODUÇÃO: A utilização de materiais biodegradáveis como possível solução para problemas ambientais têm recebido bastante atenção atualmente, pois as embalagens plásticas desenvolvidas por indústrias são derivadas de petróleo e em curto prazo não são biodegradáveis (Sorrentino et al, 2007). Vários estudos têm sido realizados nos últimos anos visando desenvolver e caracterizar biofilmes com o potencial de aplicação principalmente nos setores alimentício e agrícola. Biofilmes são preparados de materiais biológicos, que agem como barreira a elementos externos e, consequentemente, podem proteger o produto e aumentar a sua vida de prateleira (Tanada-Palmu et al, 2002). A quitosana é um co-polímero derivado da desacetilação quitina (Rao et. al., 2010) obtida principalmente de carapaças de crustáceos, camarão, siri, caranguejo e lagosta, que são subprodutos da indústria de beneficiamento de pescado (Rodrigues, 2003). A quitosana tem sido usada como um material importante na ciência e na indústria por suas propriedades únicas, uma vez que oferece vantagens potenciais como matéria prima para a produção de filmes, coberturas e aplicações plásticas; além de ser biodegradável e renovável (Rao et al, 2010), com uma boa eficácia na preservação da qualidade microbiológica do alimento (Dotto et al, 2008). Nesse trabalho será avaliada a influência de biofilme a base de quitosana, com diferentes concentrações de aditivos, em propriedades de barreira de vapor de água. O objetivo dessa pesquisa é de produzir e analisar o biofilme, a baixas concentrações de quitosana, e aditivos como argila e glicerol, que são compostos geralmente adicionados para atribuir alguma característica de interesse ao biofilme, verificando sua interferência na taxa de trasmissão de vapor de água.
MATERIAL E MÉTODOS: A quitosana utilizada foi obtida pela empresa Galena Química e Farmacêutica Ltda., seu grau de desacetilação da quitosana foi determinado por análise condutimétrica e o valor obtido foi de aproximadamente 67,0%, determinado segundo metodologia descrita por Dos Santos et. al.(2009). A argila pura (bentonita) foi adquirida da ARMIL – Mineração do Nordeste. As soluções filmogênicas foram preparadas por dissolução sob agitação moderada em ácido acético 0,5 M até equilíbrio, com pH próximo a 3, para soluções com concentração de quitosana de 10g/L, como descrito por Assis et al. (2002). Períodos de até 24 horas de agitação foram necessários para obter uma total homogeneização da solução em um agitador magnético, sob temperatura ambiente de aproximadamente 29 ± 0,1 °C. A solução, então, foi aplicada pelo método “casting” onde foi depositada em placas com 5,55 cm de diâmetro, as quais eram secas em temperatura ambiente até que a água fosse totalmente evaporada (aproximadamente 72 h). Foram realizados cinco diferentes tratamentos para analisar o efeito que promovem os filmes de quitosana, e aditivos de argila e glicerol na análise do estudo taxa de transmissão ao vapor de água. Os filmes foram denominados com relação à concentração de quitosana presente na matriz, 1% (10 g/L), adicionando a argila na mesma gramatura da quitosana, e glicerol (10% da massa da quitosana) da seguinte forma: Q1%, Q1%A, Q1%G, Q1%AG e também foi considerado o “branco” para comparação com os resultados dos filmes analisados. Os filmes foram fixados em células de permeabilidade contendo 1,0 g de cloreto de cálcio como dessecante. As células foram mantidas a 29 °C dentro de dissecadores contendo água destilada. O peso das células foi registrado em intervalos de 24 horas durante sete dias.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados das determinações da taxa do ganho de massa (célula + filme) a 29°C, referentes à média de três ensaios com as soluções filmogênicas são apresentados na figura 1. A partir dos dados da taxa de transmissão ao vapor de água (g/h) pode-se perceber que os filmes de quitosana de concentração de 1% obtiveram cerca de 12% de barreira ao vapor de água em relação ao branco. Os filmes a base de quitosana podem ser aplicados onde o controle de migração de vapor de água não é o objetivo, pois estes possuem boa propriedade de barreira ao oxigênio, dióxido de carbono e lipídeos, mas como filmes hidrocolóides não possuem boa barreira a vapores de água (Wolf, 2007). A adição de argila aos filmes de quitosana aumentou para 15% de barreira, os nanocompósitos de argila tem boa capacidade de melhorar as propriedades de barreira de filmes finos. Estes compósitos são uma classe de materiais híbridos, compostos de matrizes de polímeros orgânicos e micro/nano-escala de argila organofílica e devido a sua alta razão de aspecto e área de superfície elevada, se as partículas de argila são adequadamente dispersas na matriz de polímero, uma combinação única de propriedades físicas e químicas serão obtidos, fazendo com que esses compostos tornem-se mais atraentes para formação de filmes e revestimentos nas mais variadas aplicações industriais (Casariego et al., 2009). Já os filmes contendo glicerol obtiveram taxa de transmissão de vapor de água maior que o branco, o que já era esperado, pois o glicerol é hidrofílico. O glicerol é usado para melhorar as propriedades mecânicas dos filmes. Os filmes contendo quitosana, argila e glicerol também obtiveram taxa de ganho de massa maior do que o “branco”.
CONCLUSÕES: De acordo com os resultados obtidos pode-se perceber que os melhores resultados de taxa de transmissão de água foram os filmes contendo quitosana e argila, pois o glicerol por ser hidrofílico permitiu à célula de permeabilidade maior absorção de água. Outras concentrações desses aditivos podem ser estudadas para a obtenção de melhores resultados de taxa de água.
AGRADECIMENTOS: À Deus, a todas as pessoas que torcem pelo meu sucesso e ao CNPQ pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ASSIS, O. B. G.; ALVES. H. C. Metodologia Mínima para a Produção de Filmes Comestíveis de Quitosana e Avaliação Preliminar de seu Uso como Revestimento Protetor em Maçãs Cortadas. Comunicado técnico 49. ISSN 1517-4786, São Carlos, SP, 2002.
CASARIEGO, A.; SOUSA, B. W. S.; CERQUEIRA, M. A.; TEIXEIRA, J. A.; CRUS, L.; DÍAZ, R.; VICENTE, A. A.; Chitosan/clay films’ properties as affected by biopolymer and clay micro/nanoparticles’ concentrations. 2009.
DOS SANTOS, Z. M.; CARONI, A. L. P. F.; PEREIRA, M. R.; SILVA, D. R.; FONSECA, J. L. C. Determination of deacetylation degree of chitosan: a comparison between conductometric titration and CHN elemental analysis. Carbohydrate Research 344 , Rio Grande do Norte, p. 2591-2595, 2009.
DOTTO, G. L., GRENVIELI, A. C; Oliveira, A.;PONS, G.; PINTO, L. A. A.; Uso de Quitosana Como Filme Microbiológico Para o Aumento da Vida Útil de Mamões Papaia. UFRS, 2008.
RAO, M.S.; KANATT, S.R.; CHAWLA, S.P.; SHARMA A. Chitosan and guargum composite films: Preparation, physical, mechanical and antimicrobial properties. Índia, 2010.
RODRIGUES, C. A.; Aproveitamento da casca do camarão: quitina e polímeros derivados, Itajaí, SC, 2003.
SORRENTINO, A.; GORRASI, G.; VITTORIA, V. Potential perspectives of bio-nanocomposites for food packaging applications. Trends in Food Science and Technology, v. 18, n. 2, p. 84-95, 2007.
TANADA-PALMU, P., FAKHOURI F. M, GROSSO C. R. F. Filmes biodegradáveis: extensão da vida útil de frutas tropicais. Biotecnologia Ciência e Desenvolvimento, Brasília, 26, 12 (2002).
WOLF, K. L.; Propriedades físico-químicas e mecânicas de biofilmes elaborados a partir de fibra e pó de colágeno. Unesp, São José do Rio Preto – SP 2007.
