Desenvolvimento de filmes biodegradáveis de amido extraído a partir de sementes de abacates (Persea americana Mill)

Abstract

O impacto ambiental provocado pela elevada demanda de materiais plásticos de uso único é considerado um dos maiores desafios da atualidade, impulsionando a busca por alternativas sustentáveis que mitiguem esse cenário. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de filmes poliméricos biodegradáveis a partir de amido extraído de sementes de abacate, incorporando o ácido málico (AM) como agente reticulador, motivado pela necessidade de agregar valor à subprodutos subutilizados, reduzir o descarte inadequado e promover alternativas renováveis aos polímeros fósseis, justificando-se pela urgência de desenvolver embalagens ecológicas de baixo custo e alta aplicabilidade. Para isso, caracterizou-se previamente a farinha da semente de abacate e o amido extraído via rota alcalina com hidróxido de sódio (NaOH), avaliando o resíduo como fonte potencial de amido não convencional. Em seguida, os filmes foram produzidos por casting, utilizando dois teores de glicerol (20% e 25%) e diferentes teores de AM (0,0%, 0,5%, 0,75% e 1,0%). Os filmes obtidos foram analisados quanto às suas propriedades de superfície, estruturais, térmicas e de biodegradabilidade. A incorporação do AM conferiu superfícies homogêneas aos filmes, com redução do ângulo de contato, o que indica um maior espalhamento do líquido. Em contrapartida, o aumento do agente reticulante reduziu o intumescimento das amostras, embora tenha provocado um leve aumento na solubilidade. Os resultados da análise de FTIR confirmou a formação de ligações éster entre o AM e a matriz polimérica, e a análise de TGA mostrou que a estabilidade térmica dos filmes foi aprimorada com o processo de reticulação. Além disso, o ensaio de enterramento em solo demonstrou que o agente reticulante retardou a degradação dos filmes, protegendo as amostras do ataque microbiano. Esses resultados destacam que a semente de abacate é uma matéria-prima promissora para o isolamento de amido e que o uso do ácido málico é uma estratégia viável para a obtenção de embalagens sustentáveis com propriedades adaptáveis. O sistema desenvolvido demonstra viabilidade técnica para a valorização de um resíduo agroindustrial, contribuindo diretamente para a economia circular.

The environmental impact caused by the high demand for single-use plastic materials is considered one of today's major challenges, driving the search for sustainable alternatives to mitigate this situation. In this context, this study aimed to develop biodegradable polymeric films using starch extracted from avocado seeds, incorporating malic acid (MA) as a cross-linking agent. This work was motivated by the need to add value to underutilized by-products, reduce improper disposal, and promote renewable alternatives to fossil-based polymers, justified by the urgent need to develop low-cost, highly applicable eco-friendly packaging. To this end, the avocado seed flour and the starch extracted via an alkaline route using sodium hydroxide (NaOH) were characterized, evaluating the residue as a potential source of unconventional starch. Subsequently, the films were produced via casting, using two glycerol concentrations (20% and 25%) and varying MA levels (0.0%, 0.5%, 0.75%, and 1.0%). The resulting films were analyzed for their surface, structural, thermal, and biodegradability properties. Incorporating MA resulted in homogeneous film surfaces and a reduced contact angle, indicating greater liquid spreading. Conversely, increasing the cross-linking agent reduced sample swelling, although it caused a slight increase in solubility. FTIR analysis confirmed the formation of ester bonds between the MA and the polymer matrix, while TGA analysis showed that the cross-linking process improved the films' thermal stability. Furthermore, soil burial tests demonstrated that the cross-linking agent delayed film degradation by protecting the samples against microbial attack. These results highlight that the avocado seed is a promising raw material for starch isolation and that the use of malic acid is a viable strategy for producing sustainable packaging with adaptable properties. The developed system demonstrates technical feasibility for the valorization of an agro-industrial waste product, contributing directly to the circular economy.