INFLUÊNCIA DA INCORPORAÇÃO DE UM ADITIVO ANTIMICROBIANO NATURAL NAS PROPRIEDADES TÉRMICAS DE UM FILME POLIMÉRICO DE AMIDO DE ARARUTA/QUITOSANA

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Materiais

Autores

Cavalcante, P.V.D. (UFPE) ; Silva, F.T.S. (UFPE) ; Vinhas, G.M. (UFPE) ; Almeida, Y.M.B. (UFPE)

Resumo

Filmes poliméricos baseados na blenda amido de araruta/quitosana foram desenvolvidos através da técnica de solution casting utilizando concentrações de 2,5%, 5% e 10% de um óleo essencial como aditivo natural antimicrobiano. Os espectros de FTIR apresentam estiramentos característicos do amido e da quitosana. Pela PCA é possível diferenciar os filmes aditivados do filme não aditivado, indicando a incorporação do aditivo ao filme. A TGA demonstra um aumento da estabilidade térmica dos filmes na adição de 2,5% e 5% de aditivo, o que indica que baixas concentrações deste aditivo mostraram-se adequadas para melhorar as propriedades térmicas do filme polimérico.

Palavras chaves

Propriedades térmicas; Filme polimérico; Aditivo natural

Introdução

A linha de distribuição de alimentos tem passado por recentes avanços no que tange a conservação de alimentos e a minimização de perdas desde a sua captação até a chegada ao consumidor final. Pesquisadores e a indústria tem desenvolvido novas embalagens tendo como principais desafios preservar as características dos alimentos, aumentar a sua durabilidade e manter a sua qualidade nutricional, apresentando um produto seguro ao consumidor (BATTISTI et al., 2017). As embalagens ativas atendem a esta demanda pois tem em seu sistema a adição de compostos ativos que agregam novas funções às embalagens como impedir alterações químicas, físicas e biológicas durante o armazenamento luz (KHANEGHAH; HASHEMI; LIMBO, 2018). A formação de blendas poliméricas tem sido uma estratégia sugerida para melhorar suas propriedades (TALÓN et al., 2017). Um dos polímeros naturais que tem sido estudado massivamente no desenvolvimento de filmes candidatos a embalagens é o amido por abundante na natureza, biodegradável e de baixo custo. Outro exemplo é a quitosana, obtida do exoesqueleto de crustáceos, como o camarão (ALMEIDA et al., 2015). Filmes poliméricos candidatos a embalagem podem receber aditivos, que visam melhorar suas propriedades. Estudos tem demonstrado que a incorporação de óleos essenciais em filmes poliméricos tem conferido a este material maior estabilidade térmica (SAPPER et al., 2018), sendo que óleos como de tomilho ainda possuem ação antimicrobiana. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho é avaliar a influência nas propriedades térmicas da incorporação de um aditivo antimicrobiano numa matriz polimérica de amido de araruta/quitosana, avaliando também a eficiência da incorporação através da técnica de espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR).

Material e métodos

Para produção dos filmes poliméricos de amido de araruta/quitosana foi utilizado o método de pelo método de evaporação do solvente (solution casting). Na preparação dos filmes utilizou-se 30% m/m de fécula de araruta, 50 mL de uma solução acética de quitosana, 30% m/m de glicerol, água destilada, e óleo essencial de tomilho como aditivo nas concentrações de 2,5%, 5% e 10% m/m. Os materiais foram solubilizados sob agitação mecânica e aquecimento em banho-maria a 90°C até a formação de uma solução gelatinosa, que posteriormente foi vertida em placas de polipropileno e levadas para secagem por 3 horas em estufa com circulação de ar a 40°C. Os filmes formados foram analisados por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Análise de Componentes Principais (PCA) para avaliar a incorporação do aditivo na matriz polimérica e por Análise Termogravimétrica (TGA), para verificar a influência do aditivo nas propriedades térmicas do filme.

Resultado e discussão

Pela técnica de FTIR obteve-se um espectro com as bandas características dos filmes poliméricos de amido/quitosana, corroborando com os resultados obtidos por Serrero et al (2010). No entanto, não foi possível confirmar a incorporação do óleo essencial (OE) por esta técnica devido a sobreposição de bandas com a matriz polimérica. Pelo gráfico de scores da PCA percebe-se a diferenciação química da matriz de amido/quitosana sem aditivo em relação aos filmes aditivados. Além disso, os filmes de amido/quitosana com 2,5% e 5% de aditivo não apresentaram separação significativa devido a sua concentração aproximada; já o filme com 10% de aditivo apresentou maior separação. Na TGA observou-se dois estágios de perda de massa, sendo o primeiro na faixa entre 25°C e 163°C, atribuída a evaporação da água e ácido acético presente na blenda e a decomposição de grupamentos amina da quitosana (NOGUEIRA; FAKHOURI; OLIVEIRA, 2018). Nos filmes aditivados ocorre também a evaporação do óleo essencial usado como aditivo (GHAHFAROKHI et al., 2016) O 2° estágio de perda de massa pode ser observado entre 200ºC e 400ºC, sendo atribuído à evaporação do glicerol (QUIJADA-GARRIDO et al., 2007; GUTIÉRREZ et al., 2015) e paralelamente ocorre a degradação térmica dos grupamentos polihidroxilas da quitosana e do amido, juntamente com a despolimerização e decomposição das matrizes poliméricas, seguida de carbonização (MARTÍNEZ-CAMACHO et al., 2010; GUTIÉRREZ et al., 2018). O gráfico de TGA mostra que a adição de 2,5% e 5% de aditivo à matriz polimérica causou uma perda de massa inicial menor em comparação ao filme puro e ao aditivado com 10% de OET, agregando ao filme uma maior estabilidade térmica no primeiro estágio da degradação. Além disso, não interferiu nas suas temperaturas de degradação.

Conclusões

Os resultados obtidos nas técnicas de FTIR e PCA mostram que o aditivo natural foi incorporado à blenda polimérica amido de araruta/quitosana. Na técnica de TGA observou-se que o óleo essencial nas concentrações de 2,5% e 5% influenciou na o 1° estágio de degradação dos filmes, tornando-os mais termicamente estáveis e sem interferir nas temperaturas do 2° estágio de degradação, quando ocorre a decomposição do polímero. Assim, conclui-se que a utilização de pequenas concentrações do aditivo é suficiente para promover uma melhor estabilização térmica em relação ao polímero não aditivado.

Agradecimentos

Ao Laboratório de Petroquímica (LPQ/LITPEG/UFPE) e a Capes.

Referências

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