DESENVOLVIMENTO DE BIOPLÁSTICOS COMO ALTERNATIVA PARA O DESPERDÍCIO DE ALIMENTOS

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

FEPROQUIM - Feira de Projetos de Química

Autores

Cardoso, V.L. (IFMA) ; Mello, C.R.S.B. (IFMA) ; Leite, V.R. (IFMA) ; Vasconcelos, N.S.L.S. (IFMA)

Resumo

A poluição causada por resíduos de plásticos comuns vem crescendo ao longo do tempo, devido a degradação em mais de 100 anos. Os plásticos biodegradáveis, produzidos por amido são uma alternativa aos plásticos à base de petróleo, devido à alta degradabilidade e por gerar produtos não tóxicos ao meio ambiente. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi utilizar alimentos, como mandioca (Manihot esculenta) e batata inglesa (Solanum tuberosum), fora dos padrões para comercialização como forma de reciclagem. Desta forma, o amido foi extraído no laboratório e os bioplásticos produzidos sob diferentes formulações entre o amido, ácido acético e glicerol, sendo obtidos produtos com maleabilidade, sem alterações ao calor e de cor e odor.

Palavras chaves

Biopolímeros; Reciclagem de alimentos; Resíduos sólidos

Introdução

A palavra “plástico” vem do grego plastikos, que significa “próprio para ser moldado ou modelado”. Assim, os plásticos convencionais são moléculas de cadeia longas, chamadas de polímeros, os quais são obtidos a partir de resinas derivadas do petróleo. (CERRI e OLIANI, 2014). Os biopolímeros são moléculas derivadas de fontes renováveis e biomassa, como óleos e gorduras vegetais, amido e celulose ou pela polimerização de uma molécula básica como o ácido láctico. Os bioplásticos são formados a partir da alteração da estrutura de biopolímeros. (CHENG e PATEL, 2012; TELLES, SARAN e TREVISOLLI, 2011, MALAJOVICH, 2016). O amido (polissacarídeo) de raízes tuberosas, como a mandioca e cenoura e tubérculos como a batata inglesa ou cereais como milho misturados a resíduos vegetais como fibra de coco, serragem de madeira e casca de mandioca e também a plásticos comuns termoplásticos são a base de muitos bioplásticos. (ROSA, FRANCO e CALIL, 2001; CIANO e BRUNO, 2010; ERENO, 2011) O desperdício de alimentos no Brasil está relacionado a vários fatores, desde a colheita até sua preparação inadequada, também a manipulação e transporte inadequado dos alimentos, armazenamento e mesmo aos hábitos culturais do brasileiro. Daí a importância dos processos de sensibilização para mudanças de hábitos e do desenvolvimento de tecnologias relacionadas à destinação de resíduos gerados. (LANDIN et al.2016; ERENO 2008, MARCHETTO et. al.;2008). Desta forma, esse projeto tem como proposta o desenvolvimento de plásticos biodegradáveis, a partir de alimentos que se encontram fora dos padrões para comercialização em feiras e supermercados devido imperfeições no formato, cor, tamanho, prazo de validade, textura, e por isso ficariam nas prateleiras e em seguida seriam utilizados para ração animal ou lixo.

Material e métodos

Os materiais utilizados foram o amido de mandioca e de batata, glicerina bidestilada, solução de ácido acético e água. Extração do amido O procedimento trata-se da extração do amido dos tubérculos Mandioca e Batata adquiridos em mercados e feiras da cidade de São Luís do Maranhão. Primeiramente, os tubérculos foram descascados e lavados com água da torneira. Em seguida, cortados e pesados em uma balança eletrônica. Em seguida, adicionados em triturador industrial com a adição de 2L de água destilada, por 5 minutos. O produto foi peneirado com uma malha de tecido e depositado em um recipiente para que ocorresse a separação do amido, o qual foi lavado duas vezes com água destilada e filtrado em filtração à vácuo. Em seguida foi colocado na estufa para retirada da umidade por 1 hora à 70 °C. Em seguida foi pesado e armazenado em recipiente de plástico. Produção dos plásticos biodegradáveis O plástico de amido de batata (B) foi produzido com 3g de amido em 0,9 mL de vinagre, 0,9 mL de glicerina e água destilada e corantes vermelho e verde. O plástico de amido de mandioca (M) foi produzido a partir de 3g de amido, 3 mL de glicerina, 3 mL de vinagre e água destilada e corantes azul e verde. As misturas foram mantidas sob agitação e aquecimento de 90º.C por 20 minutos. As misturas foram distribuídas em placas de Petri e levadas à estufa a 70oC por 24h e à temperatura ambiente por 5 dias (120h). Análises realizadas Foram acompanhados os aspectos qualitativos do produto final até 1 mês após a sua obtenção: Estabilidade da cor, espessura, proliferação de microorganismos, resistência ao rasgo e temperatura.

Resultado e discussão

O amido é um polissacarídeo bastante presente na natureza, formado por cadeias de amilose e amilopectina. A amilose é essencialmente uma molécula linear com algumas ramificações, enquanto a amilopectina é uma molécula altamente ramificada. Quando se aquece a solução com o amido, por volta de 70° C à 80° C ocorre a formação de uma massa de aspecto gelatinoso, com viscosidade entre média e alta dependendo do amido utilizado. Este fato ocorre, pois a amilose sai dos grânulos de amido, formando uma fase contínua, enquanto os grânulos da amilopectina apenas aumentam. As ramificações das cadeias da amilopectina não interagem tão bem quanto as cadeias da amilose para a formação do filme, dessa forma surge a necessidade de usar o vinagre para quebrar essas ramificações, transformando-as parcialmente em amilose e facilitando a formação da película. Nas Figuras 1 e 2 observam-se os plásticos produzidos de amido de batata (Solanum tuberosum) e mandioca (Manihot esculenta). Os bioplásticos obtidos apresentaram certo grau de maleabilidade e elasticidade, características alcançadas pelo uso da glicerina, que funciona como um lubrificante ficando entre as moléculas do amido, assim, diminuindo suas interações e atuando como agente plastificante. Em uma amostra foi possível observar a presença de fungos cobrindo parte da superfície do plástico. O aparecimento desse fungo ocorreu nas amostras secas em temperatura ambiente. Desta forma, as novas amostras foram secas em estufa a 70º.C por 24h. As amostras dos plásticos de batata e mandioca não apresentaram odor ou mudança na coloração no período de 1 mês, em que foi avaliado.

replicada de bioplástico produzido de batata, com corante vermelho e verde


replicada de bioplástico de mandioca com corante verde e azul

Conclusões

A extração de amido realizada foi uma etapa simples e eficiente, sendo um método viável para reaproveitamento dos alimentos que seriam desperdiçados por falta de comercialização. A produção dos plásticos biodegradáveis à base de batata inglesa e mandioca apresentaram viscosidade, maleabilidade e plasticidade, sendo obtidos à baixa temperatura e com baixo custo.a inglesa e mandioca apresentaram viscosidade, maleabilidade e plasticidade

Agradecimentos

Ao CNPq pela bolsa PIBIC-EM. Ao IFMA pelo ambiente criativo, amigável que proporciona. Aos grupos de Pesquisa GERSQ e BIOMASSA. A todos que contribuíram de forma direta ou indireta para este trabalho.

Referências

CERRI, A.; OLIANI, S. 2014. De onde vêm e o que são os plásticos. Disponível em <http://www.ecycle.com.br/component/content/article/35/676-de-onde-vem-e-o-que-sao-os-plasticos.html> . Acesso em 23/03/2017.
CHEN, G., ; PATEL, M. (2012). Plastics derived from biological sources: Present and future: P technical and environmental review. Chemical Reviews, 112(4), 2082-2099. 2012.
CIANO, A.H.; BRUNO, R.L. Os benefícios ambientais obtidos pela utilização do bioplástico. (2010). Disponível em <http://www.webartigos.com/artigos/os-beneficios-ambientais-obtidos-pela-utilizacao-do-bioplastico/47268/>. Acesso em: 07/03/2017.
ERENO, D. (2011). Plásticos de vegetais [ novos materiais ] Embalagens e produtos para uso agrícola são feitos com milho, mandioca e fibras. PESQUISA FAPESP. n 179, 2011.
LANDIM, A. P.M.;BERNARDO, C.O.; MARTINS, I.B.A.; FRANCISCO, M.R.; SANTOS, M.B.; MELO, N.R. (2016). Sustentabilidade quanto às embalagens de alimentos no Brasil Sustainability concerning food packaging in Brazil. Polímeros. V.26, São Carlos:Epub, 2016.
MALAJOVICH, M. A. Guias de atividades Biotecnologia: ensino e divulgação. 2016. Disponível em: <http://www.bteduc.bio.br>. Acesso em 23/02/2017.
MARCHETO, P.; ATAIDE, H.H.; MASSON, M.L.F.; PELIZER, L.H.; PEREIRA, C.H.C.; SENDÃO, M.C. . Avaliação das partes desperdiçadas de alimentos no setor de hortifruti visando seu reaproveitamento. Rev. Simbio-Logias, V.1, n.2, 2008.
ROSA, D.S.; FRANCO, B.L.M.; CALIL, M.R. (2001). Biodegradabilidade e Propriedades Mecânicas de Novas Misturas Poliméricas. Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 11, nº 2, 2001.
TELLES, M. R.; SARAN, L. M.; UNÊDA-TREVISOLLI, S. H.. (2011). Produção, propriedades e aplicações de bioplástico obtido a partir da cana-de-açúcar Ciência & Tecnologia: FATEC-JB, Jaboticabal, v. 2, n. 1, p. 52-63, 2011.