Autores
Souza, R.L.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO) ; Moreira, E.M.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO) ; Leite, R.H.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO) ; Santos, F.K.G. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO) ; Nunes, R.I. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO) ; Queiroz, L.P.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO) ; Aroucha, E.M.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO)
Resumo
Filmes biopoliméricos têm sido estudados como alternativa para substituir
embalagens sintéticas oriundas de fontes fósseis, que são de difícil reciclagem
e ocasionam diversos impactos ambientais. O objetivo deste estudo foi
desenvolver e avaliar filmes biopoliméricos de alginato de sódio e cera de
abelha utilizando extrato da folha do juazeiro como tensoativo. Para avaliar os
efeitos dos teores de extrato de folhas de juá (X1) e de cera de abelha (X2) nas
propriedades ópticas dos filmes, seguiu-se um planejamento fatorial 22 com três
repetições no ponto central. Os resultados indicam que a cor dos filmes de
alginato é significativamente afetada pela adição de cera de abelha, mas não do
extrato de folhas de juá, constatando que maiores teores de cera levam a filmes
mais amarelos e escuros.
Palavras chaves
Filmes biopoliméricos; Embalagens; Tensoativo
Introdução
Filmes oriundos de biopolímeros são uma alternativa para o desenvolvimento de
revestimentos e embalagens, proporcionando uma aplicabilidade muito além de
apenas formar uma barreira entre o meio interno e externo, mas também por sua
capacidade de desempenhar funções específicas (SANTOS et al., 2021). Em geral,
os filmes são produzidos a partir de polissacarídeos, proteínas, lipídios e
outros derivados. Sendo os polissacarídeos, um recurso abundante que pode ser
obtido de plantas, animais, fungos e bactérias (NEŁIĆ et al., 2020). A exemplo,
dispomos do alginato de sódio, um polissacarídeo extraído da parede celular
externa de algas marrons e com propriedades e funcionalidades filmogênicas
(LÓPES-CÓRDOBA et al., 2019). Na síntese dos filmes é comum a adição de aditivos
destinados a promover alterações em suas propriedades (LAPA et al., 2021). Os
biopolímeros possuem fraca barreira ao vapor d’água devido a sua alta hidrofilia
(FAKHOURI et al., 2015). Assim, lipídios como a cera de abelha, por serem
hidrofóbicos, constituem barreiras eficazes à umidade. No intuito de aumentar a
interação entre o biopolímero e a cera, o uso de tensoativos mostra-se uma
alternativa vantajosa. O juazeiro reapresenta grande importância econômica e
ecológica para as populações do semiárido, devido principalmente às diversas
aplicações que a mesma possibilita, seja na alimentação ou no tratamento de
doenças (PEREIRA et al., 2021). Tendo diversas atividades biológicas comprovadas
(ANDRADE et al., 2019; COUTINHO et al., 2019), a presença de saponinas em várias
partes da planta (MOREIRA et al., 2021) apresenta-se como uma possibilidade de
atuar em soluções filmogênicas como tensoativo (DINIZ et al., 2020). Nesse
contexto, propõe-se nesse estudo a utilização do extrato da folha do Juá como
tensoativo.
Material e métodos
O preparo do extrato seguiu metodologia descrita por Oliveira et al (2012) com
adaptações. 30 g de folhas foi pesado em uma balança analítica e em seguida
higienizadas. O material foi colocado em um béquer onde foi feita a extração a
quente, colocando-se 600 mL de água destilada a temperatura de 100 °C durante 30
minutos. O conteúdo do recipiente foi submetido à trituração durante 1 minuto e
em seguida filtrado a vácuo.
2.1 COMPOSIÇÃO DOS FILMES
Os filmes foram constituídos por misturas de alginato, extrato da folha do
juazeiro, cera de abelha e glicerol. Baseando-se em Jost et al. (2014), a
concentração do plastificante (glicerol) foi fixada em 20% da massa seca total,
para se obter filmes não quebradiços
2.2 OBTENÇÃO DOS FILMES
Os filmes foram obtidos pelo método de casting que consiste na preparação da
mistura filmogênica, deposição desta em um molde, e posterior secagem em estufa,
até o solvente ser evaporado (MORAES, 2014).
2.3 CARACTERIZAÇÃO DOS FILMES
A cor dos filmes, expressa pelas coordenadas (a*, b* e L), foi determinada por
reflectometria usando um colorímetro portátil (Konica Minolta Sensing Inc.
Japan) contra um fundo branco padrão (SADEGHI-VARKANI et al., 2018). A espessura
dos filmes foi medida por um micrômetro digital (Mitutoyo MDC-25 M, MFG-Japan)
em 5 posições diferentes. A opacidade partiu da medição da absorbância dos
filmes no comprimento de onda de 600 nm utilizando um espectrofotômetro UV-vis
(EVO-600PC, Thermo Scientific). A opacidade foi então calculada pela Eq Op =
Abs600/e, Onde: Op = opacidade (mm-1); Abs600 = absorbância (600 nm); e =
Espessura do filme (mm).
Após analise dos Modelos lineares de regressão, a análise estatística foi
realizada com o programa Statistica 13.3 (TIBCO Software Inc., USA).
Resultado e discussão
A Tabela 01 apresenta os resultados obtidos para o experimento fatorial no que
concerne as coordenadas de cor (a*, b* e L), espessura (mm) e opacidade (mm-1)
para os filmes de alginato de sódio contendo diferentes teores de cera de abelha
e extrato de folhas de juá, além de 20% de glicerol (plastificante), em relação
à massa do polímero, como plastificante. Em relação à coordenada a*, que em seu
eixo mede a intensidade das tonalidades de verde (-a*) a vermelho (+a*) dos
filmes, houve uma variação entre 3,36 a 4,68. Isso indica a presença de uma leve
tonalidade de vermelho nos filmes. A coordenada b*, que reflete as tonalidades
azuis (-b*) e amarelas (+b*), variou entre 21,25 e 40,94. Esses valores indicam
que os filmes apresentam tons amarelados. O modelo linear foi capaz de descrever
adequadamente a variação da coordenada de cor b* em função dos fatores %Cera e
%Extrato. Conseguiu-se explicar 94,6% da variação de b*, de um total explicável
de 96,6% (considerando o erro puro). A coordenada L foi afetada
significativamente pela %Cera, mas não pelo %Extrato. Maiores teores de cera
levam a filmes mais escuros, diminuindo o valor de L, como pode ser observado na
Figura 02.
A adição de cera de abelha pode afetar a densidade aparente dos filmes e
provocar um aumento na espessura destes. As espessuras dos filmes variaram entre
49,0 e 92,0 mm. Contudo, não foi possível ajustar um modelo significativo devido
ao erro experimental elevado encontrado.
A opacidade dos filmes variou entre 6,0 e 14,3 mm-1. O modelo linear explicou
apenas 55,8% da variação observada, de um total explicável de 98,6%, não sendo
significativo. Há significativa falta de ajuste neste caso e novos ensaios podem
eventualmente demonstrar os efeitos dos fatores através do ajuste de um modelo
quadrático.
Coordenadas de cor, espessura e opacidade dos filmes a base de alginato, cera de abelha, extrato da folha de juá e glicerol
Superfície de resposta para a variação da coordenada de cor b* e L em função dos percentuais de cera de abelha e extrato de folhas de juá
Conclusões
A cor dos filmes de alginato é significativamente afetada pela adição de cera de
abelha, mas não do extrato de folhas de juá. A adição da cera aumenta os tons de
amarelo dos filmes e os tornam mais escuros. A variação da coordenada de cor b*
dos filmes (indicativa dos tons de amarelo) é adequadamente descrita por um
modelo linear, assim como a coordenada L (indicativa da variação entre preto e
branco). A coordenada de cor a* e a opacidade dos filmes necessitam de mais
ensaios para que se averigue a hipótese de variação quadrática das variáveis em
função dos percentuais de cera e de extrato.
Agradecimentos
Ao Programa de Pós-graduação em Ambiente, Tecnologia e Sociedade (PPGATS) da
Universidade Federal Rural do Semi-Árido campus Mossoró/RN e à CAPES/FAPERN
(Edital 13/2021) pelo financiamento.
Referências
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