Obtenção e aplicação de nanofibras de resíduo industrial de kombucha em filmes biodegradáveis

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Paludo, Natália
• Orientador(a): Flôres, Simone Hickmann
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Cultura simbiótica de bactérias e leveduras; Celulose bacteriana; Nanofibras; Filme biodegradável
• Palavras-chave em Inglês: SCOBY; bacterial cellulose; nanofibers; biodegradable films
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/232660

A kombucha é uma bebida fermentada que teve seu consumo aumentado nos últimos anos. Ao longo do processo fermentativo da kombucha, uma película de celulose bacteriana chamada SCOBY (Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast) é formada e descartada com o tempo, sendo considerada um resíduo no processo industrial. A produção de celulose bacteriana (CB) pelo processo fermentativo é limitada devido ao seu alto custo e baixa produtividade. Com isso, fontes alternativas de baixo custo deste biopolímero como o uso do resíduo da kombucha são interessantes para caracterização e avaliação de sua aplicabilidade. Neste trabalho foi avaliado o efeito do uso de homogeneizador de alta pressão (HAP) a 600 bar no resíduo industrial de kombucha para produção de nanofibras, bem como a caracterização deste resíduo. Foram testados 10, 20 e 30 números de passagens no HAP para diminuir a dimensão das fibras de celulose em escala nanométrica com objetivo de otimizar as propriedades funcionais tecnológicas da CB. A metodologia de purificação reduziu 94,22 % da composição não fibrosa do SCOBY verificado a partir da análise de composição centesimal, que apresentou valores de 70,97 % e 97,33 % de fibra alimentar no SCOBY íntegro e purificado, respectivamente. A eficácia da purificação também foi comprovada por análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) através da verificação visual da remoção das impurezas de sua estrutura e confirmação de diâmetros inferiores a 1 μm de suas nanofibras. Análise termogravimétrica (TGA) não demonstrou diferença significativa entre as amostras de SCOBY purificado sem tratamento mecânico e com 30 passagens no HAP. A aplicabilidade das CBs provenientes do resíduo industrial de kombucha foram avaliadas pela adição de 1 %, 3 % e 5 % de CB com pré tratamento somente no turrax e com 30 passagens em HAP em filmes biodegradáveis de amido. A resistência à tração do filme com adição de 1% de CB com passagens no HAP aumentou em 24 % comparado ao filme controle e não apresentou diferença significativa quando comparado às outras concentrações de CB adicionadas. Nas análises de cor se verificou um aumento gradual da barreira de passagem de luz com aumento da opacidade e diminuição da luminosidade com a adição de CB na região do UV (210nm) e luz visível (600nm). A solubilidade em água diminuiu com o aumento da concentração de CB ao filme, passando de 37,36 % para filme controle até 7,69 % para o filme com adição de 5 % de CB com 30 passagens no HAP. Em relação às análises de permeabilidade ao vapor de água (PVA) os filmes com adição de CB com passagens no HAP não apresentaram diferenças quanto ao filme controle, enquanto os filmes com tratamento apenas no turrax apresentaram valores superiores. A análise de estabilidade térmica (TGA) não apresentou diferenças significativas entre os filmes controle e com adição de CB. No geral, a CB proveniente do SCOBY apresentou estrutura e comportamento semelhantes aos estudos de celulose bacteriana obtida por fermentação e se mostrou um possível ingrediente promissor principalmente devido ao seu alto teor de fibras alimentares e escala nanométrica obtida. A celulose obtida do SCOBY com tratamento mecânico no HAP pode ser utilizada como reforço de filmes biodegradáveis de amido, otimizando seus parâmetros mecânicos, ópticos e de solubilidade.