Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
Avaliação dos fatores bióticos e abióticos na biodegradação do PLA e do TPS
MAIRA DE LOURDES REZENDE KOMATSU
TESE
18/12/2017

O uso de polímeros biodegradáveis constitui uma das estratégias utilizadas para minimizar problemas ambientais ocasionados pelo descarte inadequado de artigos plásticos. A biodegradação pode ser influenciada pelas condições do ambiente e pelos fatores degradantes aos quais o polímero é exposto. Tais fatores podem ser bióticos ou abióticos, e características como cristalinidade, morfologia e o perfil superficial (topografia) dos materiais podem influenciar sua degradação. Este trabalho consiste no entendimento das diferentes contribuições dos fatores bióticos e abióticos que interferem no processo de biodegradação de polímeros biodegradáveis quimicamente distintos. Para esse estudo foram escolhidos o amido termoplástico (TPS), o poli(ácido láctico) (PLA) e suas misturas. Considerando-se que a biodegradação ocorre em duas fases, neste trabalho, na etapa abiótica, as amostras foram submetidas ao ensaio de sorção e hidrólise em meios ácido e básico, enquanto na fase biótica, os materiais foram avaliados por meio de hidrólise enzimática na presença das enzimas α- amilase e proteinase-K, biodegradação em solo simulado e formação de biofilme de duas bactérias distintas, Pseudomonas aeruginosa e Bacillus cereus. Os materiais foram caracterizados inicialmente por meio de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios- X (DRX), ângulo de contato (AC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a laser (MCVL). Determinou-se a perda de massa dos polímeros estudados e a atividade enzimática, sob diferentes condições de pH e temperatura, do solo simulado ao qual os mesmos foram expostos. Foi possível verificar que a eficiência das etapas biótica e abiótica dependem de diversos fatores, tais como condições de cultivo dos microrganismos formadores de biofilme, da morfologia do material, e de sua cristalinidade; do pH; da temperatura, do tempo de exposição aos microrganismos e do tipo de enzima utilizada. Verificou-se que a enzima proteinase K, por ser inespecífica e clivar ligações peptídicas, mostrou-se mais eficiente na degradação hidrolítica dos polímeros estudados por meio de um processo catalítico. A bactéria Pseudomonas aeruginosa apresentou maior taxa de adesão e maior eficiência na biodegradação dos materiais estudados, o que supostamente associa-se à enzima proteinase K, normalmente sintetizada por bactérias do gênero Pseudomonas.

Biodegradação;Degradação Biótica;Degradação Abiótica;Biofilme;PLA;TPS.
The use of biodegradable polymers is one strategies used to minimize environmental problems caused by inappropriate disposal of plastic manufactured articles. Thus, biodegradation is an extremely important phenomenon and it needs to be clearly elucidated, since the biodegradation rate of same sample may vary from one method to another one. It can happen due to different environmental conditions and the degrading factor which the sample is exposed. Such factors may be biotic or abiotic. In addition, materials characteristics such as crystallinity, morphology and the surface profile can influence their degradation. In this context, the objective of this work is to understand the different contributions of abiotic and biotic phases on the biodegradation process to biodegradable polymers as thermoplastic starch (TPS), poly (lactic acid) (PLA) and their polymeric blends. Considering that biodegradation occurs in two phases, in the abiotic stage the samples were submitted to the sorption and hydrolysis test in acidic and basic media. On the other hands in the biotic phase, the materials were evaluated by means of enzymatic hydrolysis in the presence of α-amylase and proteinase-K enzymes. Beyond this, the biodegradation test was done in simulated soil and the biofilm formation was formated by Pseudomonas aeruginosa and Bacillus cereus. The materials were initially characterized by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), Contact Angle (CA), Scanning Electrum Microscopy (SEM) and Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM). The weight loss test and enzymatic activity was done at different pH and temperature of polymer exposed at simulated soil. It was found that proteinase K enzyme is efficient at hydrolytic degradation of the studied polymers by means of a catalytic process. It could be explain because proteinase K enzyme is unspecific and can cleaving peptide bonds. The Pseudomonas aeruginosa bacterium showed a higher rate of adhesion and greater efficiency in the biodegradation of the studied materials, since supposedly Pseudomonas aeruginosa bacterium associates with the proteinase K enzyme, which is normally synthesized by bacteria of Pseudomonas genus.
Biodegradation;Biotic Degradation;Abiotic Degradation;Biofilm;PLA;TPS
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
MATERIAIS FUNCIONAIS AVANÇADOS
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Banca Examinadora

DERVAL DOS SANTOS ROSA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
LUCIA HELENA INNOCENTINI MEI Participante Externo
ISELI LOURENCO NANTES CARDOSO Docente - PERMANENTE
SONIA MARIA MALMONGE Participante Externo

Vínculo

CLT
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Não