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http://ri.ufmt.br/handle/1/4985
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | Embalagem biodegradável de algodão e filme antioxidante de quitosana para aplicação silmultânea em embalagens de alimentos |
Autor(es): | Silva, Paula Paulino |
Orientador(a): | Konda, Paula Becker Pertuzatti |
Membro da Banca: | Konda, Paula Becker Pertuzatti |
Membro da Banca: | Stefani, Ricardo |
Membro da Banca: | Tussolini, Martha |
Resumo : | Embalagens poliméricas sintéticas geram acúmulo no meio ambiente após sua utilização, trazendo impactos prejudiciais ao meio ambiente. O que leva à um crescente interesse em estudos que desenvolvem embalagens para alimentos que sejam biodegradáveis e compostáveis para promover a redução do uso de recipientes não reutilizáveis. Sendo o objetivo deste trabalho produzir e caracterizar uma embalagem biodegradável de algodão, revesti-la com um filme antioxidante para futura verificação de sua aplicação como uma embalagem ativa para alimentos, como uma alternativa para substituição de embalagens poliméricas de origem sintética que demoram anos para se decompor no meio ambiente, utilizando como matéria- prima subprodutos que geralmente são descartados, agregando assim valor ao mesmo e obtendo um material útil, de baixo custo e origem acessível. O desenvolvimento das bandejas (BJ) de algodão utilizou o planejamento experimental simplex-centroide com nove ensaios experimentais, incluindo três replicadas verdadeiras no ponto central e os efeitos de três variáveis foram investigados: caroço do algodão, pluma de algodão e carbonato de cálcio. As variáveis repostas analisadas para as bandejas foram: ângulo de contato de molhamento, análise termogravimétrica, cor, espessura, propriedades mecânicas, microscopia eletrônica de varredura, permeabilidade ao vapor de água, solubilidade e biodegradabilidade. Para caracterização dos filmes foram avaliadas: ângulo de contato de molhamento, espessura, permeabilidade ao vapor de água, teor de umidade, solubilidade e capacidade antioxidante pelos métodos de ABTS, DPPH e FRAP. Todas as bandejas, independentes de sua composição, foram produzidas em um processo de moldagem a uma temperatura de 135°C, com pressão de 0,36 MPa. As BJ com menores quantidades de pluma de algodão e maiores quantidades de carbonato de cálcio apresentaram uma espessura maior. Os valores observados para tensão máxima das bandejas mostram que, a BJ2 possui melhor resistência. Sendo confirmado através das imagens obtidas no MEV, onde é possível destacar que a BJ2 possui características favoráveis para uma bandeja com melhor resistência mecânica devido a presença de fibras de algodão por toda sua estrutura. Com a análise termogravimétrica verificou-se que apesar das diferentes formulações, as bandejas possuem o mesmo comportamento térmico. Foi notado que as BJ com maiores concentrações de pluma e menores concentrações de caroço de algodão possuem maior luminosidade. Enquanto em análises como permeabilidade ao vapor de água e solubilidade, as BJ com menor concentração de pluma e maior concentração de caroço de algodão são mais permeáveis e solúveis em água. Todas as BJ são hidrofílicas com ângulo de contato de molhamento <90o e todas as bandejas podem ser consideradas biodegradáveis degradando-se até 180 dias com 90% de perda de massa. Os filmes de quitosana produzidos são hidrofílicos com ângulo de contato de molhamento <90o assim como as bandejas. Para espessura, observou- se quanto maior a quantidade de quitosana em pó, maior é a espessura, o que também ocorreu para permeabilidade ao vapor de água, sendo o filme 3 com maior espessura e permeabilidade. O teor de umidade, solubilidade e grau de intumescimento foi menor para o filme 1 com 7,51%, 17,07% e 93,91% respectivamente. Para determinação da capacidade antioxidante in vitro os filmes apresentaram maiores resultados pelo método de ABTS comparado aos métodos DPPH e FRAP. Sendo o filme 2 apropriado para alimentos gordurosos enquanto o filme 1 apresentou a maior capacidade antioxidante frente ao simulante de produtos alcoólicos. Através destes, foi possível elaborar e caracterizar uma embalagem biodegradável produzida com caroço de algodão, pluma de algodão e carbonato de cálcio, assim como também foi possível produzir filmes à base de quitosana com características antioxidantes para revestir a bandeja. |
Resumo em lingua estrangeira: | Synthetic polymeric packaging generates accumulation in the environment after its use, causing harmful damages to the environment. This leads to a growing interest in studies that develop food packaging that is biodegradable and composed to promote a reduction in the use of non- reusable containers. The objective of this work is to produce and characterize a biodegradable cotton packaging, coated with an antioxidant film for future selection of its application as an active packaging for food, as an alternative to replace polymeric packaging of synthetic origin that takes years to decompose in the environment, using by-products of primary materials that are normally discarded, adding value to it and obtaining a useful material, of low cost and accessible origin. The development of the used cotton trays (BJ) or simplex-centroid experimental design with nine experimental tests, including three true replicates at the central point and the effects of three variable variables were investigated: cotton seed, cotton plume and alcohol carbonate. As replaced variables analyzed for the following ranges: wetting contact angle, thermogravimetric analysis, color, thickness, mechanical properties, scanning electron microscopy, water vapor permeability, solubility and biodegradability. For characterization of films were evaluated: wetting contact angle, thickness, water vapor permeability, moisture content, solubility and antioxidant capacity by ABTS, DPPH and FRAP methods. All as trays, regardless of their composition, were produced in a molding process at a temperature of 135 ° C, with a pressure of 0.36 MPa. As BJ with lesser amounts of cotton plume and greater amounts of calcium carbonate found a greater thickness. The observed values for maximum tension of the trays show that, BJ2 has better resistance. Being confirmed through the images obtained in the SEM, it is possible to highlight that the BJ2 has favorable characteristics for a tray with better mechanical resistance due to the presence of cotton fibers throughout its structure. With the thermogravimetric analysis it was found that despite the different formulations, the trays have the same thermal behavior. It was noted that BJs with higher concentrations of plume and lower concentrations of cottonseed have greater luminosity. While in analyzes such as water vapor permeability and solubility, BJs with a lower concentration of plume and a higher concentration of cottonseed are more permeable and soluble in water. All BJs are hydrophilic with a wetting angle of <90o and all trays can be considered biodegradable, degrading up to 180 days with 90% loss of mass. The chitosan films produced are hydrophilic with a wetting contact angle <90o as well as the trays. For thickness, it was observed that the greater the amount of chitosan powder, the greater the thickness, which also occurred for water vapor permeability, with film 3 having greater thickness and permeability. The moisture content, solubility and swelling degree was lower for film 1 with 7.51%, 17.07% and 93.91% respectively. To determine the antioxidant capacity in vitro, the films showed greater results by the ABTS method compared to the DPPH and FRAP methods. Film 2 being suitable for fatty foods while film 1 showed the highest antioxidant capacity compared to the simulant of alcoholic products. Through these, it was possible to elaborate and characterize a biodegradable packaging produced with cottonseed, cotton plume and calcium carbonate, as well as it was also possible to produce chitosan-based films with antioxidant characteristics to coat the tray. |
Palavra-chave: | Embalagens ativas Quitosana Resíduos de algodão |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Active packaging Chitosan Cotton waste |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUA - Araguaia |
Departamento: | Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) – Araguaia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais |
Referência: | SILVA, Paula Paulino. Embalagem biodegradável de algodão e filme antioxidante de quitosana para aplicação silmultânea em embalagens de alimentos. 2020. 74 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Barra do Garças, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/4985 |
Data defesa documento: | 19-Jun-2020 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUA - ICET - PPGMat - Dissertações de mestrado |
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