Desenvolvimento de filmes poliméricos biodegradáveis com polissacarídeos da casca de castanha (Castanea sativa)

• Main Author: Amaral, Leonardo José Oliveira
• Publication Date: 2020
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/16430
• topic: Subprodutos da castanha; Filmes de amido; Metodologia de Superfície de Resposta; Propriedades mecânicas; Chestnut by-products; Starch-based film; Responsive Surface Methodology; Mechanical properties

O amido tem ganho importância na área dos biomateriais e das embalagens alimentares por ser de baixo custo, biodegradável e de fácil processamento. No entanto, este polímero não apresenta boas propriedades mecânicas quando comparado com os materiais à base de petróleo comumente usados. De forma a melhorar estas propriedades, incorporam-se outros compostos, sintéticos ou naturais, como, por exemplo, nanopartículas ou fibras para reforçar a estrutura dos novos materiais. As fibras, em particular, podem ser obtidas a partir dos subprodutos da indústria das castanhas, sendo uma forma de promoção da sustentabilidade económica e ambiental deste sector industrial. Este trabalho de investigação teve com objetivo desenvolver um filme de amido reforçado com fibras e lenhina, extraídos por tratamento alcalino dos resíduos da casca de castanha, com propriedades mecânicas melhoradas. A composição do filme foi otimizada por Metodologia de Superfície de Resposta, tendo sido avaliadas as propriedades mecânicas elongação, força de tensão e módulo de elasticidade. A composição ótima do filme de amido foi obtida com 10% (m/m) de fibras de castanha e 50% (m/m) de glicerol. As respostas de elongação, força de tensão e módulo de elasticidade atingiram valores de, respetivamente, 34,19 %, 7,31 N e 4,15 N para o filme com fibra de castanha. Os valores de força de tensão e módulo de elasticidade foram aproximadamente 3,5 vezes superiores aos obtidos para o filme controlo (sem fibra e sem lenhina e com 50% (m/m) de glicerol). O modelo otimizado permitiu concluir que a lenhina não é um componente de reforço das propriedades mecânicas do filme de amido. Recorrendo à análise por microscopia eletrónica de varrimento constatou-se que o Ultra-Turrax influencia a morfologia das fibras e também, que apesar de se observarem algumas diferenças entre as fibras branqueadas e não branqueadas, as propriedades mecânicas do filme não são afetadas por este aspeto. Comparando com a literatura, os resultados obtidos para as propriedades mecânicas dos filmes de amido reforçados com fibras têm uma evolução dentro do expectável, revelando que as fibras provenientes das castanhas podem ser usadas como reforço e que o branqueamento das mesmas não produz qualquer efeito significativo nas propriedades das fibras. Para trabalhos futuros sugere-se o estudo de outras propriedades mecânicas, como a permeação ao oxigénio e à água, e propriedades físicas, como solubilidade e propriedades óticas. Estudos sobre a humidade relativa dos filmes e a interação deste fator com diferentes plastificantes também poderá ser abordada, visto a hipótese de ser um fator determinante nas propriedades mecânicas do filme. No campo das embalagens alimentares, a aplicação de extratos em filmes de amido, refletindo-se em atividades antioxidante e antimicrobiana, poderá ser avaliado. Ainda neste campo, a estabilidade das propriedades do filme ao longo do tempo também poderá ser avaliada de forma a garantir a viabilidade do uso de filmes de amido no embalamento de alimentos.