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Título [Principal]: Bioplasticos flexiveis e biodegradaveis a base de amido e gelatina
Título [Outro Idioma]: Flexible and biodegradable bioplstics based on starch and gelatin
Autor(es): Farayde Matta Fakhouri
Palavras-chave [PT]:

Amido , Gelatina , Bioplasticos , Extrusão termoplastica , Acidos graxos
Palavras-chave [EN]:
Starch , Gelatin , Bioplastics , Thermoplastic , Fatty acids,
Titulação: Doutor em Tecnologia de Alimentos
Banca:
Fernanda Paula Collares Queiroz [Orientador]
Theo Guente Kieckbush
Leila Peres
Fabio Yamashita
Patricia Sayuri Tanada-Palmu
Resumo:
Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver um bioplástico flexível, biodegradável e comestível, à base de polímeros naturais de fontes renováveis (amido e gelatina) por processo de extrusão termoplástica seguido de sopro. Inicialmente, foi realizada a caracterização física e funcional de biofilmes à base de amido e gelatina elaborados pela técnica de solução (casting), visando a escolha das melhores formulações para serem utilizadas na produção destes bioplásticos por processo de extrusão e sopro. As soluções filmogênicas de amido de mandioca (nativo e modificado) e milho (nativo, ceroso, ceroso modificado e lipofílico) foram preparadas nas concentrações de 3 e 5% e a de gelatina, na concentração de 10%. Os biofilmes compostos de gelatina e amido (de mandioca ou de milho) foram elaborados nas proporções 4:1, 1:1 e 1:4, plastificadas com sorbitol ou glicerol, sendo 5% para as soluções de gelatina e 10% para as soluções de amido. Todos os biofilmes formados foram visualmente transparentes. A adição de gelatina provocou um aumento na espessura, na permeabilidade ao vapor de água (PVA) e na resistência à tração (RT), provocando também uma diminuição na opacidade dos mesmos. Posteriormente, diferentes ácidos graxos (palmítico, mirístico, cáprico, capróico e caprílico), nas concentrações de 5, 15, 25 e 50%, foram adicionados à mistura de amido lipofílico e gelatina. Esta adição causou, em geral, um aumento da opacidade, da espessura e da elongação, no entanto, ocorreu uma diminuição na RT e da PVA dos biofilmes formados. A melhor formulação de amido lipofílico, gelatina e plastificante (glicerol, sorbitol e ácido mirístico) foi utilizada para a produção de filmes por diferentes técnicas (prensados, prensados e soprados e extrudados). Bioplásticos prensados apresentaram menores valores de RT e maiores valores de solubilidade em água. Os filmes extrudados, obtidos nas mesmas concentrações de amido, gelatina e plastificante, apresentaram-se semi-rígidos, característica não desejável para o objetivo em questão. Com base nestes resultados, foram alteradas as concentrações dos componentes da mistura para permitir a obtenção de bioplásticos com propriedades adequadas pelo processo de extrusão termoplástica. Estes bioplásticos foram caracterizados quanto às propriedades físicas, fisico-químicas, morfológicas, mecânicas, de barreira e térmicas. Os bioplásticos elaborados foram flexíveis, apresentaram expansão durante o sopro e foram visualmente homogêneos, porém, os elaborados com sorbitol apresentaram-se quebradiços após o condicionamento. A adição de gelatina causou uma diminuição no valor de PVA, mas não influenciou a solubilidade em água nem a opacidade dos bioplásticos. A adição de lipídios ocasionou uma diminuição na RT dos bioplásticos, tanto no sentido transversal como no longitudinal em relação ao sentido de produção. Filmes compostos com 10 e 20% de gelatina, sem adição de ácido graxo apresentaram os menores valores de PVA e maiores valores de RT

Abstract: The goal of this research was to develop a flexible, biodegradable and edible film using natural polymers (starch and gelatin) from renewable sources through a process of thermoplastic extrusion followed by blowing. The first step of the research consisted on a physical and functional characterization of starch and gelatin based biofilms produced using the casting technique. The purpose was to select the solutions to be used on the production of these biofilms by extrusion and blowing. The filmogenic solutions of manioc starch (native and modified) and corn (native, waxy, waxy modified and lipofilic) were prepared at concentrations of 3 and 5%. The filmogenic solution of gelatin was prepared at a concentration of 10%. The gelatin and (manioc and corn) starch based biofilms were prepared at ratios of 4:1; 1:1 and 1:4. They were plasticized with sorbitol or glycerol at 5% for the the gelatin solutions and 10% for the starch solutions. All the biofilms obtained were visually transparent. The addition of gelatin resulted in an increase of the film thickness, an increase of the water vapour permeability (WVP), an increase of the tensile strength (TS) and a decrease in the opacity. Different fatty acids (palmitic, miristic, capric, caproic and caprilic) were added to the lipofilic starch and gelatin solution at concentrations of 5, 15, 25 and 50%. These additions resulted in an increase on opacity, thickness and elongation. However, there was a decrease on WVP and TS. The best solution of lipofilic starch, gelatin and plasticizer (glycerol, sorbitol and miristic acid) was used in the production of films by different techniques (pressed, pressed and blowed and extruded). Pressed biofilms showed lower values of strain at break and higher values of water solubility. The extruded films, obtained at the same concentrations of starch, gelatin and plasticizer were found to be semi-rigid, a characteristic not aligned with the objective of theresearch. Based on the results of this first assessment, the concentrations of the components were adjusted with the purpose of obtaining extruded films with the desired properties. The resulting biofilms were characterized for their physical, physico-chemical, morphology, mechanical, barrier and thermical properties. Biofilms in general were flexible, showed expansion during blowing and were visually homogeneous. However, biofilms prepared with sorbitol were cracking very easily after storage. The addition of gelatin resulted in a reduction of the WVP but did not have any influence on the water solubility nor on the opacity of the biofilms. The addition of lipids resulted in a reduction of the TS of the biofilms both in longitudinal and transversal directions. Biofilms with 10 and 20% of gelatin and no fatty acid added showed lower values of WVP and higher values of TS
Data de Defesa: 07-02-2009
Código: 000436205
Informações adicionais:
Idioma: Português
Data de Publicação: 2009
Local de Publicação: Campinas, SP
Orientador: Fernanda Paula Collares Queiroz, Lucia Helena Innocentini Mei
Instituição: Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Engenharia de Alimentos
Nível: Tese (doutorado)
UNICAMP: Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos

Dono: admin
Criado: 02-09-2010 15:30
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