Desenvolvimento e caracterização de filmes flexíveis de amido de mandioca com nanocelulose de coco

Abstract

A embalagem é utilizada para prolongar a vida de prateleira do produto embalado protegendo-o mecanicamente e contra contaminações biológicas e químicas. Em geral estas embalagens têm sido produzidas com material polimérico derivado do petróleo, gerando problemas ambientais acarretados pelo seu descarte indiscriminado. Entre os primeiros filmes biodegradáveis estão os elaborados a partir do amido, por serem uma alternativa mais viável economicamente às resinas tradicionais e por advirem de fontes renováveis. Tais filmes possuem moderada permeabilidade ao oxigênio, baixa barreira à umidade e baixa resistência mecânica, gerando assim problemas na sua comercialização e aceitação no mercado. Os nanowhiskers são monocristais de alta perfeição obtidos a partir da celulose, chamados de nanocelulose, que tem como características alta polaridade, alta rigidez, excelente tensão de ruptura e alto grau de cristalinidade, podendo ser utilizados para melhorar as propriedades mecânicas dos filmes à base de amido e mantendo a principal característica que é a biodegradabilidade. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar a nanocelulose da fibra de coco, bem como, incorporá-los a uma matriz polimérica de amido de mandioca plastificada com glicerol, desenvolvendo diferentes formulações por um planejamento fatorial de um biomaterial moldado na forma de um filme flexível que possa ser utilizado como embalagem, à base de produtos naturais que não agrida o ambiente após o seu descarte. Além disso, testar a incorporação de extrato de erva-mate nas formulações que apresentarem as melhores propriedades mecânicas a fim de produzir um nanobiocompósito ativo com propriedades antioxidantes através do monitoramento do azeite de dendê embalado por 40 dias sob condições de oxidação acelerada (63%UR/30ºC). Os filmes biodegradáveis foram elaborados pelo processo de “casting” tendo como formulação base uma suspensão em água com (3-6%) de amido de mandioca, (0,5-2,5%) de plastificante (glicerol) e nanocelulose de coco (0,1-0,5%) obtidos por hidrólise ácida, que foram incorporados para melhorar as propriedades mecânicas e de barreira dos filmes (nanobiocompósitos). Foi utilizado um controle sem a adição de nanocelulose (C – 4,5% de amido e 1,5% de glicerol) a fim comparar os resultados. Os filmes contendo nanocelulose incorporados apresentaram uma redução de teor de atividade de água e na permeabilidade ao vapor de água, mostrando que os nanocristais agem como uma barreira e diminuem os espaços livres na matriz polimérica. Os cristais de nanocelulose juntamente com o plastificante, foram responsáveis por aumentar em até 47.090% o módulo de Young dos nanobiocompósitos, quando comparado com o controle, e isto está relacionado à rigidez destas nanopartículas. Os nonobiocompósitos ativos que continham 20% de extrato de erva-mate incorporados foram responsáveis por reduzir a oxidação do produto embalado (azeite de dendê) em até 2.500% quando comparado com o controle de polietileno. A grande disponibilidade no Brasil de fontes de fibras vegetais ricas em celulose, como o coco, e seu baixo custo, assim como o amido de mandioca,justificam a utilização destes biomateriais como fontes de matéria-prima para a obtenção de novos materiais biodegradáveis. Os nanobiocompósitos contento a nanocelulose da fibra de coco desenvolvidos neste estudo apresentaram propriedades de barreira e mecânicas melhoradas, sendo, portanto viável sua utilização como embalagem de produtos lipídicos.