Produção de embalagem biodegradável a base de amido de mandioca e gelatina para aplicação em produtos alimentícios
The packaging use has been target of countless researches in the last decades. Each day newer technologies are being developed in order to perfect the biodegradable materials production. The production of these kinds of packaging stands out as an alternative to reduce the impacts caused by use of no...
| Autor principal: | Padilha, Amanda Cristina |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11550 |
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riut-1-115502020-11-13T17:51:06Z Produção de embalagem biodegradável a base de amido de mandioca e gelatina para aplicação em produtos alimentícios Padilha, Amanda Cristina Romio, Ana Paula Brusamarello, Claiton Zanini Bertan, Larissa Canhadas Romio, Ana Paula Tonial, Ivane Benedetti Bertan, Larissa Canhadas Embalagens Filmes plásticos Antioxidantes Packaging Plastic films Antioxidants CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA The packaging use has been target of countless researches in the last decades. Each day newer technologies are being developed in order to perfect the biodegradable materials production. The production of these kinds of packaging stands out as an alternative to reduce the impacts caused by use of non-degradable polymers. One of the most studied biopolymers is the cassava starch due to its low cost and abundance. Many researches are being conducted to reduce the hydrophilicity from mixtures of starch and different polymers such as alginate, polyvinyl alcohol and gelatin. The gelatin is a polymer, Hydrocolloid of high solubility in water, but it produces films with good mechanical resistance. For the biodegradable films production, besides starch and proteins, polyols can be used in its formulation, such as glycerol, that act as a plasticizer of the starch molecules, changing the films flexibility. Annexation of antioxidants substances in films represents a promising path in the synthesis of active packaging. The açai (Euterpe oleraceae Martius) has attracted a lot of attention because of his nutritional value, with high content of anthocyanin in addition to is antioxidant and anti-inflammatory activity, what makes it a potential candidate for use in active packaging. The purpose of this paper was to develop an active biodegradable packaging using cassava starch and bovine gelatin with the annexation of açai (Euterpe oleraceae Martius) extract; characterize the packaging made and use it as an indicator for food quality. The casting technique was used to produce the packaging by setting the quantities of starch, gelatin and glycerol and varying the concentration of açai extract. The characterization was made by visual and tactile analysis, to thickness, permeation of water vapor (PVA), to traction resistance (RT), to elongation percentage (ELO), to thermic stability (DSC), to opacity, to humidity (UM), to water solubility, to color, to microstructure (MEV) and Fourier transform mid infrared spectroscopy (FTIF) and identify changes in the packaging color when submitted to different values of pH. Lastly, determine the antioxidant activity of the açai extract and the active packaging. It was possible to develop biodegradable packaging from cassava starch, gelatin, glycerol and açai extract (EAÇ) (0,25, 0,50, 0,75 g). The açai extract incorporation increased the thickness, PVA, SOL, UM and opacity in all formulations. RT and ELO values decreased, showing that the films became less rigid. The active packaging suffered color alterations in acid pH, going from a purple tone to a reddish tone. The antioxidant analysis prove that the açai extract is highly antioxidant, but for the packaging the values were lower than the literature. The packaging analysis for DSC proved the material resistance for high temperatures and consequently the material’s stability. It is possible to conclude that the results from this paper can be useful for future works and for food related applications, because it showed good mechanical properties, color alteration due the pH and great temperature resistance A utilização das embalagens vêm sendo alvo de inúmeras pesquisas nas últimas décadas. A cada dia novas tecnologias estão sendo desenvolvidas com o intuito de aperfeiçoar a produção de materiais que sejam biodegradáveis. A produção destas embalagens destaca-se como uma alternativa para a redução dos impactos provocados pelo uso de polímeros não-degradáveis. Um dos biopolímeros mais estudados devido à abundância e baixo custo é o amido de mandioca. Muitas pesquisas estão sendo realizadas para reduzir a hidrofilicidade a partir de misturas entre amido e diferentes polímeros como alginato, álcool polivinílico e gelatina. A gelatina é um polímero, hidrocolóide de alta solubilidade em água, porém, produz filmes com boa resistência mecânica. Para a produção dos filmes biodegradáveis, além do amido e proteínas, pode-se utilizar na formulação polióis, como o glicerol, que atuam como plastificante das moléculas de amido, alterando a flexibilidade dos filmes. A incorporação de substâncias antioxidantes em filmes representa um caminho promissor na síntese de embalagens ativas. O açaí (Euterpe oleraceae Martius) tem atraído muita atenção devido ao seu valor nutricional, como alto teor de antocianinas, bem como atividades antioxidante e anti-inflamatória, sendo assim, um potencial candidato a ser utilizado nas embalagens ativas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma embalagem biodegradável ativa utilizando amido de mandioca e gelatina bovina com a incorporação do extrato de açaí (Euterpe oleraceae Martius), realizar a caracterização das embalagens produzidas e utilizá-las como possível indicador de qualidade de alimentos. As embalagens foram produzidas pela técnica de casting fixando as quantidades de amido, gelatina e glicerol e variando a concentração de extrato de açaí. A caracterização das embalagens foi por meio das análises visuais e táteis, à espessura, permeação ao vapor de água (PVA), à resistência à tração (RT), à porcentagem de elongação (ELO), à estabilidade térmica (DSC), à opacidade, à umidade (UM), à solubilidade em água (SOL), à cor, à microestrutura (MEV), Espectroscopia de infravermelho médio com transformada de Fourier (FTIR) e identificar possíveis mudanças na coloração da embalagem quando submetida a diferentes valores de pH. Por fim, determinar a atividade antioxidante do extrato de açaí e da embalagem ativa. Foi possível o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis compostas de amido de mandioca, gelatina, glicerol e extrato de açaí (EAÇ) (0,25, 0,50 e 0,75 g). A incorporação do EAÇ, provocou aumento da espessura, PVA, SOL, UM e opacidade em todas as formulações. Os valores de RT e ELO diminuíram, mostrando que os filmes se tornaram menos rígidos. As embalagens ativas sofreram alterações de coloração em pH ácido, passando de tons roxo para tons avermelhados. As análises antioxidantes comprovaram que o extrato de açaí possui alta capacidade antioxidante, entretanto, os valores das embalagens ficaram inferiores a literatura. A análise de DSC das embalagens comprovou a elevada resistência a altas temperaturas e consequentemente a estabilidade do material. Pode-se concluir que os resultados obtidos neste trabalho podem ser úteis para futuros estudos e aplicações em produtos alimentícios, pois se mostrou com boas propriedades mecânicas, alterações na coloração conforme pH e elevada resistência a temperaturas. 2020-11-13T17:51:06Z 2020-11-13T17:51:06Z 2019-07-04 bachelorThesis PADILHA, Amanda Cristina. Produção de embalagem biodegradável a base de amido de mandioca e gelatina para aplicação em produtos alimentícios. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11550 por embargoedAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Francisco Beltrao Brasil Engenharia Química UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Embalagens Filmes plásticos Antioxidantes Packaging Plastic films Antioxidants CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
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The packaging use has been target of countless researches in the last decades. Each day newer technologies are being developed in order to perfect the biodegradable materials production. The production of these kinds of packaging stands out as an alternative to reduce the impacts caused by use of non-degradable polymers. One of the most studied biopolymers is the cassava starch due to its low cost and abundance. Many researches are being conducted to reduce the hydrophilicity from mixtures of starch and different polymers such as alginate, polyvinyl alcohol and gelatin. The gelatin is a polymer, Hydrocolloid of high solubility in water, but it produces films with good mechanical resistance. For the biodegradable films production, besides starch and proteins, polyols can be used in its formulation, such as glycerol, that act as a plasticizer of the starch molecules, changing the films flexibility. Annexation of antioxidants substances in films represents a promising path in the synthesis of active packaging. The açai (Euterpe oleraceae Martius) has attracted a lot of attention because of his nutritional value, with high content of anthocyanin in addition to is antioxidant and anti-inflammatory activity, what makes it a potential candidate for use in active packaging. The purpose of this paper was to develop an active biodegradable packaging using cassava starch and bovine gelatin with the annexation of açai (Euterpe oleraceae Martius) extract; characterize the packaging made and use it as an indicator for food quality. The casting technique was used to produce the packaging by setting the quantities of starch, gelatin and glycerol and varying the concentration of açai extract. The characterization was made by visual and tactile analysis, to thickness, permeation of water vapor (PVA), to traction resistance (RT), to elongation percentage (ELO), to thermic stability (DSC), to opacity, to humidity (UM), to water solubility, to color, to microstructure (MEV) and Fourier transform mid infrared spectroscopy (FTIF) and identify changes in the packaging color when submitted to different values of pH. Lastly, determine the antioxidant activity of the açai extract and the active packaging. It was possible to develop biodegradable packaging from cassava starch, gelatin, glycerol and açai extract (EAÇ) (0,25, 0,50, 0,75 g). The açai extract incorporation increased the thickness, PVA, SOL, UM and opacity in all formulations. RT and ELO values decreased, showing that the films became less rigid. The active packaging suffered color alterations in acid pH, going from a purple tone to a reddish tone. The antioxidant analysis prove that the açai extract is highly antioxidant, but for the packaging the values were lower than the literature. The packaging analysis for DSC proved the material resistance for high temperatures and consequently the material’s stability. It is possible to conclude that the results from this paper can be useful for future works and for food related applications, because it showed good mechanical properties, color alteration due the pH and great temperature resistance |
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PADILHA, Amanda Cristina. Produção de embalagem biodegradável a base de amido de mandioca e gelatina para aplicação em produtos alimentícios. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019. |
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