PROPRIEDADES MECÂNICAS DE BIOPLÁSTICOS DE AMIDO DE JACA EM DIFERENTES PH COM ADIÇÃO DE LISOZIMA

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Verde

Autores

Amorim Santos, T. (UESB-UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Cristina Ferreira Bonomo, R. (UESB-UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Brito Rodrigues, L. (UESB-UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Soares Santos, L. (UESB-UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA)

Resumo

Os bioplásticos a base de amido é uma nova alternativa de materiais que podem ser aplicados na produção de embalagens alimentícias. O comportamento das embalagens plásticas durante o armazenamento dos alimentos depende de suas propriedades mecânicas, sendo de grande importância o conhecimento das mesmas. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de lisozima nas propriedades mecânicas de bioplásticos de amido de jaca com diferentes níveis de pH. Os bioplásticos foram produzidos pela técnica tipo casting, e foram determinadas a resistência a tração e o percentual de alongamento. A adição de lisozima à matriz de amido causou uma redução na resistência à tração dos bioplásticos. Em contra partida, o % de alongamento diminui significativamente nos pH 4,0 e 5,0.

Palavras chaves

amido; tração; lisozima

Introdução

1. INTRODUÇÃO Devido à crescente consciência ecológica, o interesse na utilização de matérias- primas provenientes de recursos renováveis para a produção de materiais biodegradáveis vem crescendo. Os bioplásticos a base de amido vem ganhando uma grande importância econômica, pois, o amido é uma fonte barata, renovável e totalmente biodegradável. Os filmes plásticos são utilizados em larga escala para embalar alimentos, sendo que sua utilização está condicionada às suas propriedades mecânicas e de barreira (COSTA, 2008). Os bioplástico a base de amido é uma nova alternativa como materiais que podem ser aplicados na produção de embalagens alimentícias e vários estudos relataram o uso de amidos de diferentes fontes para preparar bioplásticos com diferentes propriedades (FAKHOURYA et al, 2012; BERTUZZI et al, 2007; SLAVUTSKYA e BERTUZZIB, 2014). O conhecimento das propriedades mecânicas dos bioplásticos torna se necessário, pois, estes materiais devem ser resistentes à ruptura e à abrasão, para proteger e reforçar a estrutura dos alimentos e, ainda, devem ser flexíveis, para adaptar-se a possíveis deformações sem se romper. Vários estudos têm sido realizados para analisar as propriedades mecânicas de filmes à base de amido de diversas fontes (GHASEMLOU et al. 2013; MARAN et al., 2013; SCHMIDTA, 2013). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de lisozima nas propriedades mecânicas de bioplásticos de amido de jaca com diferentes níveis de pH.

Material e métodos

2.1 Produção do bioplástico Foram produzidos bioplásticos com 0% e 2% de lisozima em diferentes pH ( 4, 5, 6, e 7), todos contendo 4% de amido de jaca e 30% de glicerol. A massa de glicerol e de lisozima foi calculada sobre a massa de amido utilizado. Os bioplásticos foram preparados utilizando a técnica do tipo casting. Todos os componentes foram homogeneizados e realizou-se os ajustes de pH. Para os pH 4 e 5 foi utilizado acido cítrico e para os pH 6 e 7 citrato de sódio. As soluções foram aquecidas até a 95ºC e logo após resfriada (±40°C) e então se adicionou a lisozima. A suspensão foi vertida em placas de vidro e secas em secador de bandeja com circulação de ar a 37 ºC/20 h. 2.2 Propriedades Mecânicas A resistência à tração e o percentual de alongamento na ruptura, foi avaliado em um ensaio de tração realizado utilizando uma máquina de ensaios (CT3, Brookfield, USA), com célula de carga de 25 kg, segundo metodologia descrita pela ASTM (1995), com modificações. Foram utilizados corpos de prova com formato recomendado pela norma ASTM para teste de filmes poliméricos e dimensões ajustadas às dimensões do equipamento utilizado. Os corpos de prova foram tracionados a uma velocidade constante de 0,4 mm/s e 100% de deformação até sua ruptura. A resistência a tração foi determinada pela força máxima de ruptura dividida pela área de seção transversal. O (%) de alongamento foi determinado pela Equação (01). A (%)= ((Lf-Lo )/ Lo) x 100 (01) Onde: Lf-Alongamento final da amostra e Lo-Tamanho inicial da amostra 2.4. Análise Estatística Os resultados experimentais foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e análise de regressão, sendo o melhor modelo escolhido com base na significância dos parâmetros (p<0,05) e coeficiente de determinação (R²)

Resultado e discussão

Os resultados dos ensaios de tração estão apresentados na Tabela 1. A adição de lisozima causou diferenças significativas (p<0,05) na resistência à tração e no % de alongamento. A adição de lisozima à matriz de amido causou uma redução na resistência à tração dos bioplásticos. Em contra partida, o % de alongamento diminui significativamente nos pH 4,0 e 5,0. AL-HASSAN e NORZIAH (2012) ao estudarem filmes à base de polissacarídeos e proteínas, com adição de glicerol relataram que a adição de gelatina de peixe em soluções de amido, teve efeito significativo resultando em filmes com menor resistência à tração. Na resistência a tração o efeito do pH não foi significativo (p<0,05). Já o % de alongamento apresentou variações significativas em relação ao pH. Na Figura 1 tem-se a representação gráfica da relação do percentual de alongamento com a variação de pH. O % de alongamento dos bioplásticos sem lisozima apresentou efeito quadrático (Equação 1), com menor % de alongamento no pH 6,0. Nos bioplásticos com 2% de lisozima o pH apresentou um efeito linear (Equação 2) com maior % de alongamento no pH 7,0 (22,0). % alongamento = 68,59 - 17,61pH + 1,48pH² R=0,89 (01) % alongamento = 7,22 + 2,07pH R=0,86 (02) Os valores de resistência à tração e % de alongamento observados neste estudo foram inferiores aos encontrados por DE CARVALHO, et al (2010) em filmes de amido de mandioca plastificados com glicerol, o qual encontrou resistência a tração de 7,64 MPa e % de alongamento de 27,25%. BASTOS, 2010 encontrou uma variação de 23,5% a 107,0% no percentual de alongamento de filmes de amido de milho com e sem reforço de fibra de bananeira. Estes valores foram superiores aos encontrados neste estudo.

Conclusões

A adição de lisozima afetou significativamente as propriedades mecânicas dos bioplásticos de amido de jaca. O % de alongamento dos bioplásticos sem lisozima apresentou efeito quadrático, com menor % de alongamento no pH 6,0. Nos bioplásticos com 2% de lisozima o pH apresentou um efeito com maior % de alongamento no pH 7,0. Já na resistência a tração o efeito do pH não foi significativo.

Agradecimentos

A CAPES pelo o apoio e incentivo financeiro e a instituição de ensino UESB-BA pelo o espaço cedido para a realização desse experimento.

Referências

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM. Standard Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Shelling. ASTM D882-95a. New York, 1995.
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BASTOS, D.C. Estudo da redução da hidrofilicidade de filmes biodegradáveis de amido de milho termoplástico com e sem reforço de fibra de bananeira através do tratamento por plasma de SF6. 2010. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Rio de Janeiro.
DE CARVALHO, Carlos Wanderlei Piler et al. Bioplásticos à base de amido lipofílico e glicerina obtidos por processo de extrusão termoplástica. In:Embrapa Agroindústria de Alimentos-Artigo em anais de congresso (ALICE). In: FEIRA E CONGRESSO PLASTSHOW, 5., 2010, São Paulo. Soluções para a indústria de transformação de plásticos. São Paulo: Aranda, 2010. 1 CD-ROM., 2011.