Desenvolvimento de aerogéis baseados em amidos para a impregnação de óleo de café verde

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Villegas Gomez, Maria Eugenia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aerogéis; Aerogels; Amido; CO2 supercrítico; Secagem supercrítica; Starch; Supercritical CO2; Supercritical drying
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74132/tde-23042019-105729/

O objetivo deste trabalho consistiu-se no desenvolvimento de um método para a produção de aerogéis de amido para a impregnação de óleo de café verde. Para atingir este objetivo foram estabelecidas três etapas: (1) desenvolvimento de um método de secagem supercrítica usando misturas de dióxido carbono supercrítico (CO2-sc) e etanol (EtOH); (2) fabricação de aerogéis na presença de CO2 e (3) impregnação supercrítica de extrato de óleo de café verde nos aerogéis de amido produzidos. Os aerogéis produzidos na primeira e segunda etapa foram caracterizados por adsorção-dessorção de nitrogênio a baixa temperatura (BET e BJH), microscopia eletrônica de varredura (MEV), e por difração de Raio-X para conhecer seu padrão cristalino e cristalinidade. A metodologia de secagem desenvolvida durante o presente trabalho permitiu obter resultados bastante positivos dado que os materiais (monólitos) exibiram áreas superficiais de 95 m2/g que estão de acordo com os melhores materiais descritos na literatura. Por outro lado, esta metodologia (200 bar e 40°C utilizando 2 ml/min de CO2 com 11% de etanol) permitiu uma redução significativa do tempo e secagem (de 24 h para 6 h). No que diz respeito à fabricação dos aerogéis na presença de CO2 foram testadas diferentes condições para melhorar as caraterísticas dos materiais anteriormente descritos. Neste caso, a estratégia passou pelo desenvolvimento de partículas de aerogel em vez de monólitos, avaliando o impacto da quantidade de amido no sol e da temperatura de gelatinização nas caraterísticas físico-químicas dos materiais. Os resultados demonstraram que os melhores materiais exibiram áreas superficiais de 185 m2/g, sendo obtidos com 10% de amido a 40° C. Por outro lado, verificou-se igualmente que o aumento da temperatura era responsável pela diminuição do domínio cristalino. No entanto, na presença de CO2 este efeito de diminuição não foi tão extenso como na sua ausência. O último ponto do presente trabalho consistiu na impregnação dos matérias obtidos de modo a avaliar a sua aplicabilidade como matriz de impregnação para moléculas de interesse alimentar. Neste estudo foram utilizados os monólitos obtidos na primeira etapa como matriz de impregnação de óleo de café verde em condições supercríticas (300 bar e 40°C). Os resultados obtidos demostraram uma eficiência de impregnação de 39 mg de óleo /100 mg de monólito em 12h. O presente trabalho demonstrou ser possível desenvolver uma nova metodologia de secagem de aerogéis sem etapa de troca de solvente e com uma redução apreciável do tempo de secagem. Por outro lado, foi possível obter partículas de aerogéis com caraterísticas bastante interessante para a impregnação de moléculas de interesse alimentar. Por fim este trabalho apresenta ótimas perspectivas para o desenvolvimento de um processo integrado para a fabricação de aerogéis e impregnação dos mesmos em CO2 supercrítico, demostrando boas perspectivas para o desenvolvimento de materiais biocompatíveis para aplicações nas indústrias alimentar, dermatológica ou mesmo farmacêutica.