Capes; Fundação Araucária / Tendo em vista a crescente demanda por substituição de materiais de embalagens usuais por biodegradáveis bem como pela necessidade da manutenção de segurança dos alimentos durante seu armazenamento, o desenvolvimento de embalagens bioativas biodegradáveis torna-se importante. No presente trabalho foram produzidos laminados compostos por blendas de poli(L-ácido lático) (PLLA), amido termoplástico (TPS) e gelatina por extrusão e calandragem. O processo apresentou-se como uma forma viável para produzir blendas de PLLA / TPS / gelatina com propriedades funcionais interessantes e aspecto homogêneo. A adição de gelatina em diferentes proporções (1, 3 e 5% em relação ao TPS) apresentou diferença significativa nos resultados das análises de solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA) e isotermas de sorção de água devido à hidrofilicidade da mesma. Além disso, a incorporação de gelatina na blenda afetou significativamente as propriedades mecânicas através da redução da rigidez associada à incompatibilidade entre PLLA, amido e gelatina, como revelado pelas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas para incorporação aos laminados pela técnica do polissacarídeo modificada, onde nitrato de prata foi reduzido a prata metálica por D-glicose. O diâmetro médio foi determinado através de três técnicas: Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS, 63 nm), por Espectrofotômetria UV-Vis (100 nm) e por análise das imagens de MEV (145 nm). Com a análise de FTIR foi possível detectar interações entre os grupamento C=O dos subprodutos de oxidação da D-glicose, produto da reação com o nitrato de prata. As AgNPs apresentaram ação antimicrobiana eficaz contra os microrganismos Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Pseudomanas aeruginosa, sendo a Concentração Inibitória Mínima igual a 1,17 µg/ml para E. coli (menor resistência) e 37,50 µg/ml para S. aureus (maior resistência). Os laminados foram tratados superficialmente com a solução resultante da síntese das AgNPs por reticulação enzimática (transglutaminase). Nas imagens de MEV foi possível verificar que os laminados tratados apresentaram maior porosidade em função da umidade promovida pelo tratamento. Através da porosidade criada foram detectadas diferenças significativas nas análises de PVA e propriedades mecânicas. Houve aumento da PVA e redução em todas as propriedades mecânicas, principalmente no módulo de Young em função da criação de pontos de concentração de força. As isotermas apresentaram ajuste adequado ao modelo de GAB (R2>0,99). A atividade antimicrobiana dos laminados contendo AgNPs foi comprovada pela formação de halos de inibição contra os microorganismos descritos anteriormente. Finalmente, os laminados produzidos possuem potencial de aplicação como embalagens ativas com propriedades antimicrobianas e de biodegradação para alimentos. / Due to the growing demand for replacement of the usual packaging materials for biodegradable as well as the need to maintain food safety during storage, the development of bioactive biodegradable packaging becomes important. In this work sheets were produced by extrusion and calendaring process using blends of poly(L-lactic acid) (PLLA), thermoplastic starch (TPS) and gelatin . The process is presented as a viable way to produce blends of PLLA/TPS/gelatin with interesting functional properties and homogeneous appearance. The addition of gelatin in different proportions (1, 3 and 5% related to TPS) showed a significant difference in the solubility test results, the water vapor permeability (WVP) and water sorption isotherms due to gelatin hydrophilicity. Furthermore the incorporation of gelatin in the blend significantly affected the mechanical properties by reducing stiffness associated with incompatibility between PLLA, starch and gelatin, as shown by Scanning Electron Microscopy (SEM) micrographs. Silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized for incorporation into the extruded sheets by the modified polysaccharide technique, where silver nitrate is reduced to metallic silver by D-glucose. The average diameter was determined by three techniques: Dynamic light scattering (DLS, 63 nm) by UV-Vis spectrophotometry (100 nm) and by analysis of SEM images (145 nm). With the analysis of FTIR was possible to detect interactions between the C = O groups of D-glucose oxidation byproducts, products of the reaction with silver nitrate. AgNPs presented effective antimicrobial action against the microorganisms: Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, and Escherichia coli, and the Minimum Inhibitory Concentration equal to 1.17 µg/ml for E. coli (lower resistance) and 37.50 µg/ml for S. aureus (greater resistance). The extruded sheets were surface treated with the resulting solution from AgNPs synthesis and enzymatically crosslinked with transglutaminase. At the SEM images it was possible to verify that the treated laminates exhibited higher porosity due to moisture promoted by the treatment. The created porosity influenced significantly the results of the WVP and mechanical properties. There was an increase in vapor permeation and a reduction in all mechanical characteristics, particularly in Young's modulus due to the creation of tension concentration points. The isotherms showed adequate adjustment to GAB model (R2> 0.99). The antimicrobial activity of the laminates containing AgNPs was confirmed by the formation of inhibition zones against the microorganisms described above. Finally, the sheets produced have potential application as active packaging with antimicrobial and biodegradable properties for food.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1137 |
| Date | 23 September 2014 |
| Creators | Pizzoli, Ana Paula de Oliveira |
| Contributors | Leimann, Fernanda Vitória, Shirai, Marianne Ayumi |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourao, Medianeira, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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