52º CBQ - FILMES DE QUITOSANA COM DIFERENTES GRAUS DE DESACETILAÇÃO

ÁREA: Química Tecnológica

TÍTULO: FILMES DE QUITOSANA COM DIFERENTES GRAUS DE DESACETILAÇÃO

AUTORES: Moura, J.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE) ; Farias, B.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE) ; Rodrigues, D.A.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE) ; Moura, C.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE)

RESUMO: O objetivo do trabalho foi estudar o efeito do grau de desacetilação nas propriedades mecânicas e físicas em filmes biopoliméricos de quitosana. Quitosana com massa molar (Mv) de 143±1 kDa e graus de desacetilação (GD) 74±1% e 94±1% foi utilizada para a elaboração dos filmes. A solução filmogênica foi produzida a partir das etapas de dissolução e secagem. O filme de quitosana com 94% de GD apresentou uma RT cerca de 23% maior do que os com GD de 74%, e não apresentando diferença significativa entre si (p>0,05). Em relação ao alongamento, os filmes não apresentaram diferença significativa (p>0,05) sendo que os com GD de 94% apresentaram o maior valor (77,9%). A PVA mostrou diferença significativa (p<0,05) entre os filmes, sendo o menor valor de 2,23 (g.mm.kPa-1.dia-1.m-2).

PALAVRAS CHAVES: biopolímero; propriedades mecânicas; permeabilidade

INTRODUÇÃO: Os filmes e recobrimentos biopoliméricos são aqueles formados a partir de polímeros naturais, de origem animal ou vegetal, e que quando lançados no meio ambiente, convertem-se em compostos simples, mineralizados, que, redistribuídos através dos ciclos de carbono, nitrogênio e enxofre não agridem o biossistema (CHANDRA e RUSTGI, 1998; HU et al. 2009). Dentre os materiais pesquisados, os biopolímeros naturais, como os polissacarídeos e as proteínas, se apresentam promissores, em razão de serem abundantes, renováveis, de baixo custo e capazes de formar uma matriz contínua (RHIM et al., 2007). Além da possibilidade de retornarem ao ciclo biológico após o uso, os filmes biopoliméricos podem ser desenvolvidos a fim de se obter propriedades que satisfaçam as aplicações requeridas, tais como barreira à transferência de massa (vapor de água e gases), transporte de aditivos alimentares (pigmentos, aromas, flavorizantes) e liberação controlada de substâncias ativas (antioxidantes e agentes micóticos) (PERESSINI et al., 2003). O uso adequado de embalagens comestíveis depende fortemente de suas propriedades de barreira e mecânicas. A perda destas características reduz sua eficácia (CHENG et al., 2003). A quitosana é um polissacarídeo atóxico que possui diversas propriedades biológicas, físico-químicas e antimicrobianas, obtida principalmente pela desacetilação alcalina da quitina (NO et al., 2007). O objetivo do trabalho foi estudar o efeito do grau de desacetilação nas propriedades mecânicas e físicas em filmes biopoliméricos de quitosana. A quitosana com massa molar de 144±2 kDa e graus de desacetilação 74±1% e 94±1% foi utilizada para a elaboração do filmes.

MATERIAL E MÉTODOS: A quitina foi extraída de rejeitos de camarão (Penaeus brasiliensis) e a partir da reação de desacetilação alcalina desta, foram produzidas as quitosanas (QT) com 74±1% e 94±1% de grau de desacetilação e massa molar de 143±1 kDa (MOURA et al., 2011). O grau de desacetilação foi determinado utilizando o método de titulação potenciométrica linear segundo Jiang et al., (2003) e Tan et al., (1998). A massa molar foi determinada utilizando o método viscosimétrico descrito por Galed et al., (2005); Cervera et al., 2004; Alsarra et al., 2002 e Roberts e Domszy 1982. A pasta foi seca em leito de jorro conforme metodologia descrita por Dotto et al. (2011). A solução formadora de filme (SFF) de QT foi obtida através da dissolução do pó de QT (1% p/p) em uma solução de ácido acético 1% (v/v). Os filmes foram obtidos por evaporação do solvente em estufa com circulação de ar a 40ºC por 24 h. Posteriormente, os filmes foram retirados das placas e acondicionados em dessecadores mantidos a 25ºC e 75% de umidade relativa (UR), durante pelo menos 48 h antes das análises. A umidade foi determinada pelo método 934.06 da AOAC (1995). A espessura dos filmes foi obtida utilizando-se um micrômetro digital (INSIZE IP54, Series 3103-25, BRA) resolução 0,001 mm/0,00005”. Testes de permeabilidade ao vapor de água (PVA) foram realizados gravimetricamente a 25ºC, segundo o método E96/E96M-05 da ASTM (2001b). Para determinação das propriedades mecânicas (resistência à tração - RT e alongamento - A) utilizou-se um texturômetro (TA.XP2i, Stable Microsystems SMD, UK) utilizando o método D882-02 da ASTM (2001a).

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Tabela 1 mostra os resultados dos biofilmes quanto à PVA, RT e A. A Tabela 1 mostra que as características do filmes biopoliméricos resistência à tração, alongamento e permeabilidade ao vapor de água mostraram diferença significativa (p<0,05). Foi observado que os filmes com baixo grau de desacetilação apresentaram menor permeabilidade ao vapor de água (PVA), resistência á tração (RT) e alongamento (%A), comparativamente a filmes com alto grau de desacetilação. Isso pode ter ocorrido devido ao fato de que havia relativamente pouca protonação do grupo amina do baixo grau de desacetilação da quitosana. Os valores de PVA dos filmes de quitosana observados neste estudo não foram diretamente comparáveis aos de Kim et al., (2006), pois as soluções de quitosana podem ser afetadas por vários fatores como grau de desacetilação, massa molar, condições de medição, UR, temperatura e espessura dos filmes. O aumento do grau de desacetilação ocasionou elevação do RT na ordem de 23% e na PVA de 26%. Valores mais elevados de RT foram encontrados para filmes de quitosana com maior grau de desacetilação, pois eles possuem mais sítios ativos iônicos em suas moléculas. O valor do alongamento (%A) não foi muito afetado pela quitosana nos filmes de maior e menor grau de desacetilação, sendo o melhor valor (77,9%) na quitosana de maior grau de desacetilação. Resultados semelhantes foram relatados por Moreno-Osório et al., (2010) em filmes contendo poligodial.

Características dos filmes biopoliméricos com relação à permeabilidade ao vapor de água, resistência à tração e alongamento

CONCLUSÕES: Os filmes obtidos a partir de quitosana de alto grau de desacetilação mostraram valores superiores da ordem de 23 e 26% em relação à resistência a tração e permeabilidade ao vapor de água, respectivamente, em comparação aos filmes do biopolímero quitosana de baixo grau de desacetilação. No alongamento o maior valor foi encontrado também foi na quitosana com maior grau de desacetilação, sendo este de 77,9%.

AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a CAPES e a FURG.

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