PPGCTA - Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos

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    Nanocompósitos de amido reforçados com nanofibras de celulose isoladas a partir da casca de fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hill)
    (UFVJM, 2021) Souza, Amanda Lélis de; Pelissari, Franciele Maria; Carneiro, Guilherme; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pelissari, Franciele Maria; Oliveira, Wellington da Silva; Fai, Ana Elizabeth Cavalcante
    O consumo de frutas tem aumentado com a crescente conscientização do consumidor por uma dieta nutritiva e equilibrada. A produção e o processamento de frutas aumentaram muito, assim como as perdas na forma de resíduos (subprodutos). Dentre os subprodutos mais comumente encontrados destacam-se as cascas, os bagaços e as sementes, que são descartados na maioria das vezes. A utilização de resíduos proveniente do processamento das frutas representa uma alternativa com alto potencial para o desenvolvimento de novos materiais. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial do amido e de nanopartículas de celulose obtidas a partir da fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hill) na elaboração de filmes biodegradáveis. Dispondo do aproveitamento integral da lobeira serão desenvolvidos os nanocompósitos. A casca da fruta-de-lobo (subproduto do processamento da fruta) foi utilizada para a obtenção de nanofibras de celulose (NCs), empregando ácido sulfúrico (0,1, 1 e 10%) na última etapa do tratamento químico (hidrólise ácida). A análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou que os tratamentos foram eficazes no isolamento de fibras de casca de fruta-de-lobo em escala nanométrica. Todas as nanofibras obtidas apresentaram características semelhantes quando comparadas ao farelo de fruta-de-lobo, indicando que as identidades químicas e os grupos funcionais das NCs foram mantidos. O estudo do índice de cristalinidade demonstrou que o tratamento químico favoreceu a hidrólise dos componentes amorfos, no entanto a utilização de altas concentrações de ácido sulfúrico (≥ 1%) pode ter acarretado danos aos cristais de celulose. As análises térmicas revelaram que as NCs produzidas exibiram propriedades térmicas mais estáveis. Filmes à base de amido de fruta-de-lobo incorporados de NCs (5% p/p) foram produzidos pelo método de casting e os efeitos da adição desses agentes de reforço nas propriedades dos nanocompósitos resultantes foram investigados. As NCs se apresentaram homogeneamente dispersas na matriz de amido. A presença das nanopartículas melhorou a estabilidade térmica dos filmes. Os nanocompósitos produzidos exibiram aumento significativo na tensão na ruptura, módulo de Young e opacidade e redução no teor de umidade com a adição das NCs (p < 0,5). Já as propriedades de espessura, densidade e solubilidade em água não apresentaram diferença significativa nos resultados (p ≥ 0,05). As NCs isoladas com concentração de ácido sulfúrico 0,1% têm potencial para serem utilizadas como agentes de reforço em filmes à base de biopolímero, uma vez que seu nanocompósito (F0.1) obteve maior resistência mecânica (tensão na ruptura = 7,45 MPa e módulo de Young = 471,57 MPa). Essa pesquisa possui um caráter inovador, uma vez que não há relatos na literatura sobre o emprego de nanofibras de celulose isoladas de cascas de lobeira em matriz polimérica à base de amido da própria fruta. Ademais, a produção de filmes biodegradáveis a partir de resíduos proveniente do processamento da fruta mostra-se uma alternativa interessante para o aproveitamento da casca de fruta-de-lobo, oferecendo benefícios em termos de sustentabilidade.
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    Produção e caracterização de filmes biodegradáveis de amido e farinha de fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hil)
    (UFVJM, 2018) Louzada, Ludmilla Batista; Pelissari, Franciele Maria; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pelissari, Franciele Maria; Tibolla, Heloisa; Silveira, João Vinícios Wirbitzki da; Cardoso, Giselle Pereira
    No sentido de atender as demandas ambientais que surgiram a partir do impacto de embalagens produzidas por polímeros convencionais, nas últimas décadas, tem-se estimulado a pesquisa para viabilizar a substituição destes materiais por produtos que além de serem biodegradáveis provenham de fontes renováveis. Devido à alta concentração de amido, componente responsável pela formação da matriz polimérica, uma fonte promissora e não convencional para a elaboração de filmes biodegradáveis é a fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hil), proveniente da região do Cerrado brasileiro. O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial do amido e da farinha de fruta-de-lobo para a elaboração de filmes biodegradáveis. Não há relatos na literatura sobre o emprego da farinha na produção de filmes, o que comprova o grande caráter inovador desta pesquisa. Para isso, o amido e a farinha foram extraídos da fruta-de-lobo e caracterizados. Em seguida foi determinada a influência das condições de processo (concentração de glicerol: Cg, temperatura de processo: Tp e temperatura de secagem: Ts) sobre as propriedades dos filmes de farinha de fruta-de-lobo, empregando um delineamento composto central rotacional (23). As variáveis respostas analisadas neste delineamento foram as propriedades mecânicas e solubilidade em água dos filmes. Ambas matérias-primas apresentaram considerável conteúdo de carboidratos (87,3 e 61,7%, para o amido e a farinha), além de fibras, proteínas e lipídeos. No geral, os filmes de farinha de fruta-de-lobo exibiram transparência, uma superfície homogênea sem bolhas ou rachaduras, bem como boas características de manuseio. A espessura dos filmes variou de 0,11 a 0,28 mm. A variável Cg foi a que mais afetou a solubilidade em água dos filmes. De fato, filmes com maior concentração de plastificante em sua composição foram mais solúveis quando comparados com aqueles com Cg inferior, resultado do alto caráter higroscópico do glicerol. O uso de altas temperaturas de processo (82,5 – 90 ºC) e temperaturas de secagem mais brandas (40 – 55 ºC) favoreceram a formação de filmes com maior tensão na ruptura e elongação. Ao analisar o efeito da Cg sob as propriedades mecânicas dos filmes, observou-se que conforme o aumento do teor de plastificante, os filmes tornaram-se mais flexíveis (maior elongação) e menos rígidos (menor tensão e o módulo de Young). Além disso, foi realizado um estudo comparativo entre os filmes de farinha e amido de fruta-de-lobo. Filmes elaborados a partir de amido se mostraram mais rígidos porém menos flexíveis que os filmes de farinha, sendo este comportamento de acordo com a composição centesimal das matérias-primas. Desta forma, a farinha e o amido de fruta-de-lobo parece ser um material muito promissor para produção de filmes e coberturas biodegradáveis.