Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
DESENVOLVIMENTO DE FILMES POLIMÉRICOS BIODEGRADÁVEIS ATIVOS CONTENDO CÁPSULAS DE ÓLEO ESSENCIAL E NANOESTRUTURAS DE CELULOSE
RENNAN FELIX DA SILVA BARBOSA
DISSERTAÇÃO
09/12/2020

O desenvolvimento de produtos com atividade antimicrobiana é de interesse científico e comercial, em destaque no setor de produtos alimentícios, de modo a garantir a segurança do alimento e uma maior vida de prateleira. Os produtos usualmente empregados em embalagens são plásticos que aos serem descartados geram um problema ambiental. Nesse contexto, o desenvolvimento de novos sistemas que alinhem características biodegradáveis com propriedades antimicrobianas tem atraído a atenção nos últimos anos. Nesse estudo foram desenvolvidos filmes poliméricos utilizando um polímero biodegradável, o poli(adipatoco-tereftalato de butileno) (PBAT), com incorporação de nanoestruturas de celulose (NECs) e cápsulas de óleos essenciais. As NECs foram obtidas a partir de resíduos de eucalipto, previamente tratada, por moagem mecânica durante 12 horas. Os resultados demonstraram que o tratamento foi eficaz para redução do teor de lignina e hemicelulose das fibras de eucalipto, apresentando estruturas nanométricas, com elevada cristalinidade e propriedades térmicas adequadas. Os óleos essenciais (OE) de pau rosa e canela cássia foram emulsionados utilizando o surfactante polisorbato 80, com posterior deposição de solução polimérica de PBAT e precipitação das cápsulas poliméricas. Foi observado que as cápsulas apresentaram morfologia esférica, e tamanho dependente do volume de solução utilizada. As cápsulas auxiliaram na estabilidade térmica dos OE, sendo observado um carregamento maior para as cápsulas de canela (29%). O perfil de liberação demonstrou uma curva logarítmica que se adequou matematicamente ao modelo de Korsmeyer-Peppas e demonstrou que o processo de difusão é associado ao transporte Fickiano. As cápsulas apresentaram atividade antimicrobiana contra Escherichia coli, sendo observados halos de inibição de 5,5 e 4,7 mm, para as cápsulas de OE de pau rosa e canela, respectivamente. As NECs e cápsulas foram incorporadas utilizando a técnica de casting ao PBAT, e foi observado que a presença de NEC aumentou a rigidez do filme, enquanto o OE promoveu um efeito plastificante, sendo que os compósitos apresentaram propriedades superiores ao do filme puro. A estrutura cristalina do filme foi alterada, indicando que NEC pode impor restrições a difusão do OE no filme, sendo corroborado pelos resultados de liberação de OE. O ensaio antimicrobiano demonstrou que os filmes contendo cápsulas inibiram o crescimento de E. coli na estrutura do filme. Esses resultados indicam o potencial dos filmes desenvolvidos visando aplicação com atividades antimicrobianas, sendo atrativas para produção de embalagens de produtos alimentícios.

óleos essenciais;nanoestruturas de celulose;polímero biodegradável;encapsulamento;atividade antimicrobiana.
The development of products with antimicrobial activity is of scientific and commercial interest, especially in the food products sector, to guarantee food safety and longer shelf life. The products usually used in packaging are plastics, which, when discarded, generate an environmental problem. In this context, the development of new systems that align biodegradable characteristics with antimicrobial properties has attracted attention in recent years. In this work, polymeric films were developed using a biodegradable polymer, poly (butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT), with the incorporation of cellulose nanostructures (NECs) and essential oil capsules. The NECs were obtained from eucalyptus residues, previously treated, by mechanical grinding for 12 hours. The results showed that the treatment effectively reduced the lignin and hemicellulose content of eucalyptus fibers, presenting nanometric structures with high crystallinity and good thermal properties. The essential oils (OE) of rosewood and cinnamon cassia were emulsified using the surfactant polysorbate 80, with subsequent deposition of the polymeric solution of PBAT and precipitation the polymeric capsules. It was observed that the capsules showed spherical morphology and size depending on the volume of solution used. The capsules helped in the OE's thermal stability, with a higher loading for the cinnamon capsules (29%). The release profile demonstrated a logarithmic curve that mathematically matched the Korsmeyer-Peppas model and demonstrated that the diffusion process is associated with Fickian transport. The capsules showed antimicrobial activity against Escherichia coli, with inhibition halos of 5.5 and 4.7 mm, for OE capsules of rosewood and cinnamon, respectively. The NECs and capsules were incorporated using the casting technique to PBAT, and it was observed that the presence of NEC increased the stiffness of the film, while the OE promoted a plasticizer effect, and the composites showed properties superior to that of the pure film. The film's crystalline structure was altered, indicating that NEC may impose restrictions on OE diffusion in the film, being corroborated by OE release results. The antimicrobial test showed that films containing capsules inhibited the growth of E. coli in the film structure. These results indicate the films' potential for application with antimicrobial activities, being attractive for food product packaging production.
essential oils;cellulose nanostructures;biodegradable polymer;antimicrobial activity.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho 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
LEDA COLTRO Participante Externo
DANILO JUSTINO CARASTAN Docente - PERMANENTE
DERVAL DOS SANTOS ROSA Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 27

Vínculo

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Sim