Filmes biodegradáveis de amido com aditivos para redução da hidrofilicidade

Abstract

O grande impacto ambiental do descarte de resíduos poliméricos motivou o desenvolvimento de novos materiais, entre eles os filmes biodegradáveis de amido termoplástico. A aplicação destes no setor de alimentos não é altamente empregada, mas de extremo potencial. A dificuldade de aplicação dos filmes de amido é devido à sua alta hidrofilicidade, resultando em propriedades limitadas. Nesse sentido, o objetivo desta pesquisa foi incorporar aditivos (ácido cítrico - AC e óleo essencial de orégano - OEO) para diminuir a hidrofilicidade de filmes de amido. Os filmes foram preparados pelo método de casting com a adição de glicerol como plastificante. O amido escolhido foi o amido de milho. Os filmes foram caracterizados com os seguintes ensaios: absorção de umidade, absorção de água, solubilidade em água, ângulo de contato, espessura, ecotoxicidade e compostagem. Inicialmente foi realizada a seleção da temperatura ótima do processo de mistura, depois foi analisado o efeito dos teores de AC (3,75; 7,5 e 15%) e de OEO (1, 2 e 4%), e por último foi produzido o filme híbrido, contendo ambos os aditivos no teor ótimo selecionado. As temperaturas de processo de mistura testadas foram 70, 80 e 90 ºC. Os filmes de amido e AC produzidos a 90ºC e os filmes de amido com OEO produzidos a 80 ºC foram os selecionados para as próximas etapas. Os filmes produzidos a 80 ºC com OEO tiveram a menor absorção de umidade (35,4%) com 2% de aditivo. Os filmes produzidos a 90 ºC com AC tiveram a menor absorção de umidade (41,9%) com 7,5% de aditivo. Por fim, os filmes produzidos a 90 ºC com 15% de AC apresentaram o maior ângulo de contato entre as composições analisadas. Porém, os teores ótimos foram 1% de OEO e 7,5% de AC. O filme híbrido não apresentou resultados vantajosos em comparação com os filmes possuindo seus respectivos teores ótimos. De modo geral, os filmes com AC tiveram resultados melhores e mais coerentes. A biodegradação resultou em grandes perdas de massa dos filmes de todas as composições avaliadas. Por outro lado, a adição dos filmes à água causou redução significativa do crescimento das raízes das cebolas no ensaio de ecotoxicidade independente de suas composições.

The great environmental impact of polymeric waste disposal motivated the development of new materials, amongst them, biodegradable thermoplastic starch films. The application of these in the food industry is not widely employed, but of extreme potencial. The difficulty of starch films application is due to its high hydrophilicity, resulting in limited properties. In this sense, the objective of this research was to incorporate additives (citric acid - CA and oregano essential oil - OEO) to decrease the hydrophilicity of starch films. The films were prepared by the casting method with addition of glycerol as plasticizer. The chosen starch was corn starch. The films were characterized by the following tests: moisture absorption, water absorption, water solubility, contact angle, thickness, ecotoxicity and composting. Initially the optimum mixture processing temperature was selected, then the effect of the additives concentrations (CA - 3.75, 7.5 and 15%; OEO - 1, 2 and 4%) was analysed, and lastly, the hybrid film, containing both additives in the selected optimum concentrations, was produced. The mixture processing temperatures tested were 70, 80 and 90 ºC. The starch and CA films produced at 90 ºC and the starch and OEO films produced at 80 ºC were the ones selected for the next steps. The films produced at 80 ºC with OEO had the lowest moisture absorption (35.4%) with 2% of the additive. The films produced at 90 ºC with CA had the lowest water absorption (41.9%) with 7.5% of the additive. Finally, the films produced at 90 ºC with 15% of CA had the highest contact angle amongst the analysed compositions. Although, the optimum concentrations were 1% of OEO and 7.5% of CA. The hybrid film did not present advantageous results by comparison with the films containing their respective optimum concentrations. In general, the films with CA had better and more coherent results. The biodegradation resulted in large mass loss of films of every composition evaluated. On the other hand, the addition of films on the water caused significant reduction on the growth of the onions in the ecotoxicity test independent of its compositions.