Resíduos lignocelulósicos são substratos proeminentes para a produção sustentável de polihidroxialcanoatos (PHAs) e etanol. A xilose é um dos principais componentes da lignocelulose, mas o aproveitamento eficiente desse açúcar ainda representa uma barreira técnica. O objetivo desse trabalho foi obter linhagens bacterianas mais eficientes no consumo desse açúcar. Foi introduzido maior número de cópias dos genes do catabolismo (xylAB) e transporte (xylFGH) de xilose, nas linhagens Escherichia coli KO11, produtora de etanol, e Burkholderia sacchari LFM 101, produtora de poli-3-hidroxibutirato (PHB). Os recombinantes foram avaliados quanto ao consumo de xilose e produção na presença e ausência de glicose. Para B. sacchari LFM 101 essa estratégia não incrementou o consumo desse açúcar. Para E. coli KO11 xylAB reduziu o tempo de consumo de xilose e aumentou a produção final de etanol em 30%, mas esse efeito foi prejudicado pela repressão catabólica; enquanto xylFGH foi deletério ao reduzir para quase zero o crescimento e produção de etanol por essa linhagem. / Lignocellulosic residues are remarkable substrates for the sustainable production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) and ethanol. Xylose is one of the most important lignocelullose component but its efficient utilization still represents a technical barrier. The aim of this work was to obtain bacterial strains more efficient in the xylose consumption. Multiple copies of the catabolism (xylAB) and transport (xylFGH) genes of xylose were introduced in the ethanol producer Escherichia coli KO11 strain and the poly-3-hydroxybutyrate (PHB) producer Burkholderia sacchari LFM 101. The recombinants strains were evaluated for their production and xylose consumption in the presence and absence of glucose. This strategy did not increase xylose consumption in B. sacchari strains. The xylAB gene improved xylose consumption and increased the ethanol production about 30% in E. coli KO11, but this effect was impaired by catabolite repression; while xylFGH gene was deleterious to reduce the growth and ethanol production by this strain.

Des systèmes injectables de formation in situ ont été utilisés dans les dernières années pour l'obtention de formulations de préparation facile et permettant la libération prolongée de principes actifs. Ces systèmes utilisant des solvants biocompatibles et des polymères biodégradables sont des liquides (solutions ou émulsions) qui une fois injectés dans l'organisme donnent lieu à des implants (ISI) ou à des microparticules (ISM) solides. La formation de ces systèmes est induite par la précipitation du polymère à partir des solutions polymériques qu'ils contiennent lors du contact avec les fluides corporaux aqueux. Dans ce travail, des ISI et des ISM, réalisés à partir des polymères de l'acide lactique et/ou glycolique (PLA et PLGA) et des différents solvants biocompatibles, pour la libération prolongée d?ivermectine (IVM), un principe actif antiparasitaire faiblement biodisponible par la voie orale, ont été développés. Les profils de libération du principe actif in vitro et in vivo à partir de ces systèmes, ont été comparés avec ceux obtenus à partir de microparticules réalisées par la méthode classique dite d'émulsion simple - évaporation de solvant ; il s'agit d'une technique aux multiples étapes, à coût élevé et dont l'utilisation de solvants toxiques la font difficilement industrialisable. La libération du principe actif à partir des microparticules obtenues par émulsion simple/évaporation du solvant a été influencée par la forte interaction du principe actif avec les polymères mais aussi par la porosité. Dans le cas des systèmes in situ, la vitesse de libération d'IVM a été conditionnée par la solubilité dans l'eau du solvant biocompatible sélectionné et par les interactions solvant/polymère. Pour les ISM, des paramètres tels que la nature de la phase externe, aqueuse (ISM-O/W) ou huileuse (ISM-O/O), la solubilité dans l'eau du solvant de la phase interne, l'affinité entre les phases et l'affinité de l'IVM pour chacune des phases, ont déterminé la vitesse de libération du principe actif. La bonne stabilité ainsi que les profils de libération plus prolongés et présentant une faible libération initiale du principe actif in vivo et in vitro, ont montré que les ISI et les ISM réalisés à partir de solvants biocompatibles de faible solubilité dans l'eau tels que la triacetine sont les plus indiqués pour l'encapsulation d'IVM par rapport à ceux plus solubles dans l'eau comme la N-methyl-2-pyrrolidone et la 2-pyrrolidone. Ces systèmes représentent donc une alternative intéressante par rapport aux formulations conventionnelles d'IVM / In situ forming injectable systems have been used in the past years to obtain sustained drug release formulations which are easy to prepare. These systems using biocompatible solvents and biodegradable polymers are liquids (solutions or emulsions) that upon injection on the body lead to solid implants (ISI) or microparticles (ISM). These systems are formed in contact with water body fluids by polymer precipitation from the polymeric solution. In this work, ISI and ISM made from lactide and/or glycolide polymers (PLA and PLGA) and different biocompatible solvents were performed to obtain sustained release of ivermectin (IVM), an antiparasitic drug with a low oral bioavailability. In vitro and in vivo drug release profiles from these systems were compared with those from microparticles obtained by the classical simple emulsion/solvent evaporation method, which is difficult to propose in industry because of its multiple steps, high cost and the solvent toxicity. Drug release from simple emulsion/solvent evaporation microparticles was affected by the strong polymer/drug interactions and porosity. Concerning to in situ forming systems, the rate of IVM release was dependent on solvent water solubility and solvent/polymer interactions. The nature of the external phase, water (ISM-O/W) or oil (ISM-O/O), the water solubility of the solvent in the internal phase, phase affinity and IVM/phase affinity determined drug release from ISM. The good stability, the in vitro and in vivo sustained release and the low burst effect of IVM, indicated that ISI and ISM formulated from low hydrosoluble biocompatible solvents such as triacetin are more appropriated to IVM formulation instead of those based on more hydrophilic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone and 2-pyrrolidone). These systems are an interesting alternative to conventional IVM formulations

Neste trabalho, foram desenvolvidas estratégias para modular a composição de elastômeros biodegradáveis da família dos polihidroxialcanoatos (PHA), produzidos por Pseudomonas, a partir de ácidos graxos ou óleos vegetais, para diversificar suas aplicações, sobretudo pela inserção de monômeros insaturados. A composição do PHA produzido variou com o tipo de ácido graxo fornecido e com sua proporção em misturas. Em genomas seqüenciados, detectaram-se dois genes fadH (codificador de 2,4-dienoilCoA hidratase) em P. aeruginosa e apenas um em outras Pseudomonas. Observou-se uma correlação entre o número de cópias de fadH no genoma e maior eficiência na oxidação de ácidos graxos insaturados. Mutantes afetados no metabolismo de ácidos graxos insaturados foram obtidos utilizando-se transposon, alguns destes mutantes apresentaram maior eficiência na incorporação de monômeros insaturados ao PHA. A clonagem e seqüenciamento de fragmentos de DNA interrompidos pelo transposon permitiram a identificação dos genes afetados nesses mutantes. / Different strategies were applied to modulate the composition of biodegradable elastomeric polyhydroxyalkanoates (PHA) accumulated by Pseudomonas from fatty acids and plant oils, in order to improve the applications of this material, mainly by unsaturated monomer insertion. PHA composition varied both with fatty acid type and fatty acids ratio in mixtures supplied. Analysis of genome sequences revealed two fadH (encoding 2,4-dienoyl-CoA hydratase) copies in Pseudomonas aeruginosa and only one in other Pseudomonas species. The number of fadH copies in the genome was related to the higher oxidation of unsaturated fatty acids. Transposon-induced mutants affected on unsaturated fatty acids metabolism were obtained, some of them showing higher efficiency to incorporate unsaturated monomers do the PHA. Cloning and sequencing of transposon-disrupted DNA regions allowed to identify the genes affected in those mutants.

O processo de extração do óleo de mamona gera, como subproduto, uma torta rica em proteínas, que tem sido utilizada como adubo e contra fitonematóide, devido à sua toxicidade. Entretanto, as proteínas da torta de mamona são ricas em aminoácidos que permitem modificação química com aldeídos bifuncionais, como o glutaraldeído e o glioxal, o que pode ser interessante para a produção de filmes biodegradáveis com propriedades físicas adequadas ao emprego na agricultura. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi a produção e caracterização de filmes à base de proteínas extraídas da torta de mamona e reticuladas com glioxal ou glutaraldeído e plastificados com glicerol. Especificamente, estudaram-se o efeito da concentração de proteína e do tipo de reticulante, e o efeito da concentração do reticulante sobre algumas propriedades dos filmes. Os filmes foram produzidos com uma técnica conhecida como tipo \"casting\", que consiste na desidratação de uma solução filmogênica (SF). Os filmes foram submetidos a testes para determinação da umidade, espessura, propriedades mecânicas (testes de tração e perfuração), permeabilidade ao vapor de água, solubilidade em água, cor, opacidade, brilho, além da microestrutura, por microscopia eletrônica de varredura. A concentração da proteína e o tipo de reticulante não influenciaram a umidade, espessura, microestrutura e propriedades óticas. Mas, de maneira geral, os filmes produzidos com o glioxal apresentaram melhores propriedades mecânicas e menor solubilidade em água que aqueles produzidos com glutaraldeído, sendo que a concentração de 6g de proteínas/100g de SF foi a formulação que apresentou os melhores resultados para os testes de tração e de solubilidade em água. Este resultado é muito importante para o emprego dos filmes na agricultura. Por outro lado, a concentração do glioxal não teve efeito sobre a umidade, espessura, propriedades óticas, microestrutura e nem sobre a permeabilidade ao vapor de água, influenciando apenas a solubilidade e as propriedades mecânicas. O teor de glioxal que proporcionou melhores propriedades mecânicas e baixa solubilidade em água foi de 5g/100g de proteínas. Filmes produzidos nessas melhores condições foram submetidos a análises complementares envolvendo testes de hidrofobicidade, propriedades térmicas, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, isoterma de sorção e biodegradabilidade. Finalmente, pode-se concluir que as proteínas da torta de mamona são capazes de formar uma matriz bem estruturada e que suas propriedades podem ser melhoradas com a adição de glioxal. / The extraction process of castor oil produces, as a co-product, a cake rich in proteins which has been used as a fertilizer and against plant parasitic nematode, because of its toxicity. However, the proteins of castor bean cake are rich in amino acids which allow chemical modification with bifunctional aldehydes such as glutaraldehyde and glioxal. This may be interesting for the production of biodegradable films with adequate physical properties to the use in agriculture. The objective of this work was the production and characterization of films based on proteins extracted from the castor bean cake and crosslinked with glyoxal or glutaraldehyde and plasticized with glycerol. Specifically, we studied the effect of protein concentration and type of crosslinker and the effect of the crosslinker concentration on some properties of the films. The films were produced with a technique known as \"casting\", which consists of drying a film solution (FS). The films were tested for determination of moisture content, thickness, mechanical properties (tensile and puncture tests), water vapor permeability, water solubility, color, opacity, gloss, and the microstructure by scanning electron microscopy. The protein concentration and type of crosslinking did not affect the moisture content, thickness, microstructure and optical properties. But, in general, films made with glyoxal showed improved mechanical properties and lower water solubility than those produced using glutaraldehyde. And, the concentration of 6g proteins/100 g of FS was the formulation that presented the best results for the tensile tests and water solubility. This result is very important for the use of films in agriculture. Moreover, the concentration of glyoxal had no effect on the moisture content, thickness, optical properties, or on the microstructure and permeability to water vapor, influencing only the solubility and mechanical properties. The concentration of glyoxal that provided the best mechanical properties and low water solubility of proteins was 5g/100g of gelatin. Films produced in the best conditions were subjected to further analyzes involving tests of hydrophobicity, thermal properties, spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, water vapor sorption isotherm and biodegradability. Finally, it can be concluded that the protein of castor bean cake are capable of forming a matrix structured and that their properties can be improved with the addition of glyoxal.

This research is the first systematic investigation of solid-state orientation as a novel method for controlling drug release from biodegradable polymers. The effect of various degrees of polymer orientation was studied in oriented Poly (L-lactic acid) (PLA) films containing curcumin and theophylline as model drugs. Additionally, direction specific drug release was studied from oriented PLA rods containing paracetamol. The films oriented to 2X uniaxial constant width (UCW) or 2X2Y biaxial draw ratio showed retardation of drug release, when their nematic structure was stabilised by the presence of crystalline theophylline. Contrarily, the same films when contained solid solution of curcumin, shrunk in the release medium and exhibited a release profile similar to the un-oriented films. All films oriented to the UCW draw ratio ≥ 3X contained α crystalline form of PLA and showed acceleration of drug release proportionate to the draw ratio. According to the proposed mechanism augmented formation of water filled channels in these films was responsible for faster drug release. Similarly, the paracetamol loaded PLA rods die-drawn to uniaxial draw ratios ≥ 3X exhibited enhancement of drug release. Importantly, the amount of drug released along the oriented chain axis was significantly larger than that in the perpendicular direction. Drug release from the die-drawn rods was accelerated by a greater degree than that observed from the oriented films. This can be correlated to the differences in their size, geometry and the crystalline form of PLA. In conclusion, the current study provided substantial evidence that solid-state orientation can offer a control over drug release from PLA.

A constatação do crescente acúmulo de lixo, proveniente de plásticos sintéticos que agridem o ecossistema, principalmente o solo, devido ao longo tempo de permanência no ambiente, levou à idéia de desenvolvimento de plásticos biodegradáveis para substituição parcial dos plásticos de origem petroquímica. No presente trabalho, conduzido em laboratório, analisouse a biodegradação da blenda poli (?-caprolactona) e amido de milho adipatado (PCL/A) e do polietileno. Após a etapa de biodegradação foi avaliado o impacto da adição daqueles materiais na microbiota do solo e testada a toxicidade do plástico no solo sobre a emergência e desenvolvimento de plântulas de arroz (Oryza sativa L.), cultivar 202 IAC. Foram usados dois solos: Nitossolo Vermelho eutroférrico com textura argilosa e Argissolo Vermelho Amarelo distrófico com textura arenosa. Os plásticos utilizados no experimento foram incorporados em três diferentes granulometrias: 0,007, 0,196 e 19,5 cm2. Para cada granulometria foram incorporadas ás amostras de solo seis doses de plástico equivalentes a 0, 50, 100, 150, 200 e 250 mg C 100g-1 de solo. O delineamento experimental, para cada solo, foi inteiramente casualizado, com três repetições, em fatorial: na fase de biodegradação: 6 x 2 x 3 (6 doses, 2 plásticos e 3 granulometrias), para as análises microbiológicas e para a fase de toxicidade do plástico no solo 5 x 2 x 1(5 doses, 2 plásticos e 1 granulometria). Cada dose de plástico foi incorporada em 200g de terra dentro de frasco respirométrico hermeticamente fechado a 28°C. A mineralização do plástico foi determinada pela captura de CO2 liberado durante um período de 120 dias. Confirmou-se mais uma vez que o polietileno é um material quase não biodegradável sendo que a dose e a granulometria não afetam sua mineralização. O PCL/A é um material biodegradável. No solo argiloso a maior porcentagem de mineralização foi de 72,47 % e para o arenoso de 60,46%, na granulometria 0,007 cm2 e dose 50 mg C 100g-1 de solo, em 120 dias foi observado que a textura do solo é fator que afeta a mineralização de compostos orgânicos, sendo esta maior em solo de textura argilosa. Nas maiores doses de PCL/A, independentemente do tipo de solo, a porcentagem de biodegradação diminuiu, provavelmente pelo aumento do conteúdo orgânico adicionado, que pode ter suplantado a capacidade de degradação dos microrganismos contidos nos solos. Não houve alterações no carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo pela adição de polietileno e PCL/A. Em teste de toxicidade do plástico no solo avaliada através da emergência e desenvolvimento de plântulas de arroz (Oryza sativa L.) cultivar 202 IAC, o polietileno e o PCL/A mostraram-se inertes, não alterando a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação das sementes, a massa seca da parte aérea e a massa seca da raiz das plântulas. / Evidences of the increasing amount of waste coming from synthetic plastics that damage the ecosystem, mainly the soil, due to their long permanence in the environment, suggested the idea of developing biodegradable plastics in order to partially replace plastic of petrochemical origin. The current trial, accomplished at laboratorial conditions, was firstly developed to analyse the biodegradation of poly (?-caprolactone) and adipate modified corn starch blend (PCL/A) and of polyethylene. After wards e the impact of the addition of these materials on the soil microbiota was evaluated and the toxicity of plastic in the soil during the emergence and development of rice seedlings (Oryza sativa L.) 202 IAC cultivar was tested as well. Two types of soil were used: Red Dusky Podzol with clayey texture and Paleudult (Ultisol) soil with sandy texture. The plastics used in this experiment were added in three different granulometries: 0.007; 0.196 and 19.5 cm2. For each granulometry, six doses were added to the soil samples, 0; 50; 100; 150; 200 and 250 mg C 100g-1 of soil. For each soil, the experiment had a completely randomized factorial design, with three replications: for biodegradation, 6 x 2 x 3 (6 doses, 2 plastics and 3 granulometries); in the microbiological test and in the toxicity test in the soil 5 x 2 x 1(5 doses, 2 plastics and 1 granulometry). Each plastic dose was added to 200g of soil and placed in a hermetically closed respirometric jar at 28°C. The plastic mineralization was determined by CO2 evolution during a 120 day period. Once again it was confirmed that polyethylene is an almost non biodegradable material considering that the dosage and the granulometry do not affect the mineralization. The PCL/A is a biodegradable material. For the clayey soil the mineralization percentage was 72.47 % and for the sandy one, it was 60.46%, in 120 days, for granulometry 0.007 cm2 and dosage 50 mg C 100g-1 of soil. Soil texture affects the kynetics mineralization of the plastic probes, being higher for clayey soil. In the highest dosages of PCL/A, regardless the type of soil, the biodegradation percentage decreased, probably because of the increase in the organic content added, that may have surmounted the degradation capacity of soil microorganisms. There were no changes in the carbon and nitrogen of soil microbiological biomass by adding polyethylene and PCL/A. During the tests of plastic toxicity in the soil, evaluated by the emergence and development of rice seedlings (Oryza sativa L.) 202 IAC cultivar, the polyethylene and the PCL/A showed no effect, without changes on the germination percentage, speed of seed emergence index, shoot and root dry matter mass of seedlings.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os materiais poliméricos tem sido uma das causas dos problemas ambientais discutidos em todo mundo nos últimos tempos. Como uma das soluções para esse problema, estão os polímeros biodegradáveis que são materiais que se degradam pela ação de microorganismos. Uma Indústria sediada no Brasil lançou recentemente um poliéster biodegradável que surge boa alternativa para o crescimento no mercado dos polímeros biodegradáveis, principalmente por possuir em sua composição matéria prima de fonte renovável. Neste trabalho foram preparados compósitos com matriz de poliéster biodegradável e fibra de coco verde com e sem modificação química por acetilação em misturador interno Haake. Foi estudada a biodegradabilidade em solo simulado do polímero puro e de seus compósitos e foram avaliadas as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do polímero puro e de alguns de seus compósitos. O teste de biodegradabilidade foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de duas a dezessete semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e análise mecânica de tração. Os resultados obtidos indicaram que tanto o polímero puro quanto os seus compósitos sofreram biodegradação, a presença da fibra apenas atrasa o processo de biodegradação, as fibras de coco tiveram uma boa afinidade com a matriz polimérica, a incorporação de 5% fibra de coco na matriz torna o compósito mais rígido e a incorporação da fibra e o processo de biodegradação alteram as características da fase cristalina no material polimérico. / The final disposal of the polymer materials have been one of the causes of environmental problems discussed around the world in recent times. As one of the solutions to this problem comes the biodegradable polymers, which are materials that are degraded by microorganisms. An industry based in Brazil recently lauched a biodegradable polyester that comes good alternative for growth in the market for biodegradable polymer, mainly by having in its composition raw material from renewable resources. In this work, composites were prepared with biodegradable polyester matrix and green coconut fiber with and without chemical modification acetylation internal mixer Haake. The degradation of pure polymer and their composites in simulated soil were evaluated and also the morphology, thermal and mechanical properties of the polymer and some of its composites. The biodegradability test was carried out by burying the samples in simulated soil for different periods ranging from two to seventeen weeks, following the ASTM G 160-03. After each test, samples were removed from the soil and analyzed by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy (FTIR) and analysis of stress strength. The results indicated that both the polymer pure as their composites suffered biodegradation, the presence of the fiber only delays the process of biodegradation. The coconut fibers had affinity with the polymer matrix and the incorporation of 5% coconut fiber in the matrix polyester made it became stiffer. Besides, the incorporation of the fiber and the biodegradation process changes the characteristics of the polymer crystalline phase.

Neste estudo foram avaliadas amostras de misturas poliméricas de Policarbonato (PC) e Poli--caprolactona (PCL) em diferentes concentrações após enterro em solo preparado, por períodos variando de uma a doze semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 - 03. As amostras, após ficarem enterradas, foram retiradas do solo e analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foi observado através de avaliação morfológica que houve degradação nas amostras de PCL puro e na mistura PC/PCL (60/40). Para misturas com menores teores de PCL a degradação não foi significativa no tempo de avaliação sugerido pela norma. Após o tempo de 12 semanas em contato com o solo houve uma redução no teor de cristalinidade das amostras tanto de PCL puro quanto da mistura PC/PCL com 40% de PCL. As variações ocorridas devido à biodegradabilidade não foram suficientes para acarretar perda de resistência térmica nas amostras. Verificou-se que para avaliar a biodegradabilidade de misturas contendo o polímero biodegradável PCL, é necessária uma adaptação da Norma utilizada, aumentando o tempo de enterro das amostras / In this study samples of polycarbonate (PC) and poly(- caprolactone (PCL) blends were evaluated in different concentrations after being buried under simulation soil condition, for periods varying from one to twelve weeks, following ASTM G 160 03 methodology. The samples, after being buried, were removed from the soil and analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), termogravimetric analysis (TGA), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). It was observed by morphological evaluation that pure PCL and PC/PCL (60/40) blend have suffered degradation. Blends with lower content of PCL did not shown significant degradation during the period of time suggested at the ASTM methodology. After 12 weeks in contact with soil, pure PCL and PC/PCL blend with 40% of PCL, had a decrease in crystalinity content. The variations in the samples due to biodegradability have not been enough to cause loss of thermal resistance in any of the tested samples. It was verified that to evaluate biodegradability of blends containing biodegradable polymer PCL, it is necessary an adaptation of the ASTM methodology, increasing the time of samples burial

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-09-01T20:13:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Mestrado - Ana Paula Stort Fernandes.pdf: 3677807 bytes, checksum: d2b738bcc2549e7d1ddb1528f875b444 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T20:13:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Mestrado - Ana Paula Stort Fernandes.pdf: 3677807 bytes, checksum: d2b738bcc2549e7d1ddb1528f875b444 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The packages comprise a large part of the daily disposal of household waste and these household waste are the most impactful to the environment. The development of biodegradable packaging material, seeking to replace synthetic polymers, is an approach used in an attempt to reduce the environmental impact caused by the very slow degradation of synthetic material packages. It is known that the development of biomaterials, applicable to various industries technology in the area of packaging, gaining particular attention on the issue of preserving the environment. The aim of this study was to develop a biodegradable films of whey protein irradiated subjected to pH modification, and evaluate their mechanical, optical, structural and barrier properties. The experiment was conducted in the Department of Food Engineering, College of Agronomy, Federal University of Goiás (UFG), located in Goiânia (GO). The protein concentrate, whey was supplied by the Argentine company Arla Foods. Statistical analysis was performed by analysis of variance (ANOVA) and Tukey test (p ≤ 0.05). The computer program Version 2.15.1 R (Vienna, Austria) was used for calculations. In the experiment, all analyzes were performed with three replicates read in triplicate except mechanical tests, in which three replicates were read nine times. It was found that the whey protein had an excellent alternative for the production of biodegradable films. The films were presented translucent, yellowish, with no tendency green and red colors. Movies pH 8.5 had opacity values increased with increasing doses of radiation. The films showed values of pH 5.5 solubility in water below the other, due to the proximity of the isoelectric point of proteins from whey. The pH modification and irradiation process can serve as an alternative to changing the mechanical properties of films based on whey protein concentrate milk and therefore represented an alternative raw material in the preparation of biodegradable films. / As embalagens compõem grande parte dos descartes diários dos resíduos domiciliares e estes resíduos domésticos são os mais impactantes ao meio ambiente. O desenvolvimento de material para embalagem biodegradável, visando substituir polímeros sintéticos, é uma abordagem utilizada na tentativa de reduzir o impacto ambiental provocado pela degradação muito lenta das embalagens de material sintético. Sabe-se que o desenvolvimento de tecnologia de biomateriais, aplicáveis aos vários setores industriais, na área de embalagens, vem ganhando atenção especial em relação à questão da preservação do ambiente. O objetivo desse estudo foi desenvolver filmes biodegradáveis a base de concentrado protéico de soro de leite irradiado submetido a modificações de pH, e avaliar suas propriedades mecânicas, ópticas, estruturais e de barreira. O experimento foi realizado nos laboratórios do Setor de Engenharia de Alimentos, da Escola de Agronomia, da Universidade Federal de Goiás (UFG), localizada em Goiânia (GO). O concentrado protéico de soro de leite foi fornecido pela empresa argentina Arla Foods. A análise estatística dos dados foi efetuada por meio de análises de variância (ANOVA) e do Teste de Tukey (p ≤ 0,05). O programa computacional R versão 2.15.1 (Vienna, Austria) foi utilizado para cálculos. No experimento, todas as análises foram feitas com três repetições lidas em triplicatas com exceção dos testes mecânicos, em que as três repetições foram lidas nove vezes. Concluiu-se que as proteínas de soro de leite apresentaram ser uma excelente alternativa para a produção de filmes biodegradáveis. Os filmes apresentaram-se translúcidos, de coloração amarelada, sem tendência a cores verde e vermelha. Os filmes de pH 8,5 tiveram valores de opacidade aumentados com o incremento das doses de radiação. Os filmes de pH 5,5 apresentaram valores de solubilidade em água inferiores aos demais, devido à proximidade do ponto isoelétrico das proteínas do soro de leite. A modificação de pH e o processo de irradiação podem servir como uma alternativa para alterar as propriedades de filmes a base de concentrado protéico de soro de leite e, conseqüentemente, representaram uma alternativa de matéria-prima na elaboração de filmes biodegradáveis.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoPauloCremonez.pdf: 2171148 bytes, checksum: 995ec964a2e225fff5ce8c4199d9738e (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increase in the generation and accumulation of solid residues mainly compounds for packaging, led to a search for development technologies of plastics and biodegradable films eligible for treatment by conventional processes used for organic materials. Currently, various plastics, expanded polystyrene and biodegradable films are produced from the most diverse forms. The present work aims to evaluate primarily anaerobic degradation of biodegradable polymers based on manioc starch. The dissertation is divided into two chapters, the first aims at assessing the anaerobic digestion of organic polymer based on manioc starch diluted in residual water of pigs in various concentrations. Meanwhile, the second chapter aims to compare the cassava-based biodegradable polymer with other material widely studied as an additive in the biodigestion process, the glycerol. The anaerobic biodigestion process proves to be effective in the degradation and stabilization of polymeric materials based on cassava and guarantee high rates of production of biogas, rich in methane that can be used for multiple purposes, ensuring energy savings in production processes. The polymer can still be considered interesting additive on digestion processes of other agro-industrial waste aimed at quickly increased production of biogas and showing superior results to other widely used additives as glycerol. Nevertheless, for easy and quick production material degradability of volatile acids, the addition of high concentrations of polymer is not indicated by the possibility of acidification of the reactors. / O aumento na geração e acúmulo de resíduos sólidos compostos principalmente por embalagens, acarretou uma busca por tecnologias de desenvolvimento de plásticos e filmes biodegradáveis passíveis de tratamento a partir de processos convencionais utilizados para materiais orgânicos. Atualmente, diversos plásticos, poliestireno expandido e filmes biodegradáveis, são produzidos das mais diversas formas, sendo que o presente trabalho visa avaliar principalmente a degradação anaeróbia de polímeros biodegradáveis à base de fécula de mandioca. A dissertação é dividida em dois capítulos sendo que o primeiro visa avaliar a digestão anaeróbia de polímero orgânico à base de fécula de mandioca diluído em água residual de suínos em diversas concentrações. Enquanto isso, o segundo capitulo tem por finalidade comparar o polímero biodegradável à base de mandioca com outro material largamente estudado como aditivo no processo de biodigestão, o glicerol. As utilizações de processos de biodigestão anaeróbia mostram-se eficientes na degradação e estabilização de materiais poliméricos a base de mandioca e garantem elevadas taxas de produção de biogás rico em metano, podendo ser utilizado com diversas finalidades energéticas, garantindo economia em processos produtivos. O polímero ainda pode ser considerado interessante aditivo em processos de digestão de outros resíduos agroindustriais visando-se rápido aumento da produção de biogás e apresentando resultados superiores a outros aditivos largamente empregados como o glicerol. Apesar disso, pela fácil degradabilidade do material e rápida produção de ácidos voláteis, a adição de altas concentrações de polímero não é indicada pela possibilidade de acidificação dos reatores