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Previous issue date: 2016-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os plásticos derivados de petróleo representam um grande problema ambiental, devido à sua dificuldade de biodegradabilidade. Uma alternativa aos polímeros sintéticos é o uso de biopolímeros biodegradáveis, que são de fontes naturais, renováveis e de baixo custo. Os biopolímeros ainda têm seu uso limitado, devido às baixas propriedades mecânicas, térmicas e de barreira. O uso dos nanocompósitos pode melhorar as propriedades dos filmes biodegradáveis. Atualmente, há um grande interesse pelos consumidores por alimentos mais saudáveis, seguros e livres de conservantes sintéticos. As nanoemulsões de óleos essenciais vêm conferindo maiores propriedades antimicrobianas aos óleos essenciais, sendo utilizadas para a produção de embalagens ativas, com o objetivo de estender a vida de prateleira e inibir a multiplicação ou eliminar micro-organismos patogênicos e deteriorantes nos alimentos. Neste trabalho, foi desenvolvida uma embalagem ativa de hidroxipropilmetilcelulose, nanoemulsão de óleo essencial de carqueja (OE) e argila laponita (LAP). Na primeira etapa, foi produzida a nanoemulsão de óleo essencial de carqueja e caracterizada quanto à sua estabilidade físico-química. Avaliou-se o tamanho e a estabilidade da nanoemulsão durante sete dias de armazenamento, através das análises macroscópica, estresse térmico, diâmetro médio da gotícula, potencial zeta, índice de polidispersão e pH. A nanoemulsão apresentou-se estável sem a ocorrência de separação de fases, ou processos de instabilidade durante os sete dias de armazenamento. Na segunda etapa, avaliou-se a atividade antibacteriana do óleo essencial de carqueja sobre Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) e Escherichia coli (ATCC 11229), determinando sua concentração mínima inibitória. Posteriormente, os filmes foram desenvolvidos e avaliados por meio de análise da atividade antimicrobiana in vitro, espessura, propriedades mecânicas, microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfilometria óptica, taxa de permeabilidade ao vapor d’água (TPVA), e análise termogravimétrica (TGA). O óleo essencial apresentou atividade antibacteriana sobre S. aureus e P. aeruginosa, com concentração mínima inibitória de 1% (m/v). Quando avaliada a atividade antimicrobiana in vitro dos filmes, observou-se halo de inibição apenas para Gram-positiva (S. aureus). A espessura dos filmes não foi influenciada pela adição de LAP e OE. Quanto às propriedades mecânicas dos filmes, a resistência à tração e módulo de elasticidade foram influenciados apenas pela adição de OE. Já o alongamento na ruptura não foi afetado pela adição de OE e LAP. As análises de microscopia eletrônica de varredura e perfilometria óptica revelaram a formação de gotículas de óleo essencial, fissuras e poros na superfície dos filmes. Os valores de TPVA diminuíram quando a concentração de OE e LAP foi aumentada. O OE e LAP não influenciaram na estabilidade térmica dos filmes. Resultados sugerem que o filme de hidroxipropilmetilcelulose incorporado com nanoemulsão de óleo essencial de carqueja e argila laponita pode ser utilizado como embalagem ativa para aumentar a segurança e vida de prateleira dos alimentos. / Petroleum-based plastics are a major environmental problem because of their difficult degradability. An alternative to synthetic polymers is the use of biodegradable biopolymers, which are from natural sources, renewable and low cost. Biopolymers still have limited use due to the low mechanical, thermal and barrier properties. The use of nanocomposites can improve the properties of biodegradable films. Currently, there is a big interest by consumers for healthy foods, safe and free of synthetic additives. Nanoemulsions of essential oils provide major antimicrobial properties to essential oils, being used for the production of active packaging, aiming to extend the shelf life and inhibit the multiplication or eliminate pathogenic and spoilage microorganisms in food. In this work an active packaging was developed incorporated with nanoemulsion of carqueja essential oil (OE) and laponite clay (LAP). In the first stage, the nanoemulsions of carqueja essential oil were characterized as to their physical and chemical stability. The size and stability of the nanoemulsion were evaluated during seven days of storage through macroscopic analysis, thermal stress, average droplet diameter, zeta potential, polydispersity index and pH. The nanoemulsion was stable without the occurrence of phase separation, or instability processes during the seven days of storage. In the second stage, the antibacterial activity of carqueja essential oil on Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) and Escherichia coli (ATCC 11229) was evaluated, determining its minimum inhibitory concentration. The films were developed and characterized by in vitro antimicrobial activity, thickness, mechanical properties, scanning electron microscopy (SEM), optical profilometry, water transmission rate (WVTR) and thermal gravimetric analysis (TGA). The carqueja essential oil showed antibacterial activity of against S. aureus and P. aeruginosa with minimal inhibitory concentration of 1% (w/v). When evaluated in vitro antimicrobial activity of the films was observed zones of inhibition only for Gram- positive (S. aureus). The thickness of the films was not influenced by the addition of LAP and OE. The mechanical properties were influenced by addition of OE. The SEM analysis and optical profilometry revealed the formation of essential oil droplets, fissures and pores on the surface of the films. The WVTR values decreased when increased the concentration of OE and LAP. The OE and LAP did not influence the thermal stability of the films. Results suggest that the hydroxypropyl methylcellulose film incorporated with nanoemulsions carqueja essential oil and laponite clay can be used as active packaging to increase the safety and shelf life of food.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/9887 |
| Date | 16 August 2016 |
| Creators | Moura, Paula Lorena Teixeira de |
| Contributors | Silva, Washington Azevêdo da, Andrade, Nélio José de, Soares, Nilda de Fátima Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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