Desenvolvimento de têxteis sustentáveis com base na valorização de resíduos e subprodutos alimentares

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia Química e Alimentar)Este trabalho teve como principal objetivo o desenvolvimento de soluções têxteis sustentáveis com base na utilização de resíduos e subprodutos alimentares. Mais concretamente, estudaram-se as propriedades de neutralização de odores e antioxidantes de tecido funcionalizado com queratina extraída de pelo de porco, resíduo da indústria de cárneos. Foram usadas duas frações de queratina, nomeadamente uma obtida por precipitação (Q) e outra obtida por ultrafiltração (QUF), ambas a 2 % e a 5 % (v/v). Adicionalmente, estudaram-se as mesmas propriedades para tecido funcionalizado com concentrado de soro de queijo (CSQ) a 5 % (p/v), proveniente da indústria de laticínios. Numa primeira fase, de forma a confirmar a ancoragem das frações de queratina ao substrato têxtil, utilizando agentes de ligação química e a agentes de revestimento, recorreu-se a um método espetrofotométrico expedito que usa o corante Acid Orange. Os resultados obtidos permitiram concluir que o agente A1 foi o mais adequado na ligação da proteína ao tecido e que, na sua presença, foi possível detetar uma quantidade significativa de queratina ancorada ao têxtil, após 1 ciclo de lavagem. Perante este resultado, pelo mesmo método, estudou-se a ancoragem do CSQ ao tecido com o agente A1, que revelou novamente ser eficaz na ligação da proteína ao tecido, após 1 ciclo de lavagem. Posteriormente, avaliaram-se as propriedades de neutralização de odores do tecido funcionalizado com ambas as frações de queratina e com CSQ pelo método de cromatografia gasosa, baseado na Norma ISO 17299-3, e a atividade antioxidante pelo método espetrofotométrico com ABTS. Para a queratina precipitada a 2 % e a 5 % obteve-se uma percentagem de redução de odor igual a 56 % e 73 %, respetivamente, e para a queratina ultrafiltrada obteve-se uma percentagem de redução igual a 84 % para ambas as concentrações estudadas. Pelo método de ABTS, a queratina precipitada a 2 % e a 5 % resultou numa capacidade antioxidante igual a 38,9 % e 39,4 %, respetivamente, e a queratina ultrafiltrada a 2 % e 5 % obteve uma capacidade antioxidante de 18 % e 26 %, respetivamente. Para o tecido funcionalizado com CSQ, obteve-se uma percentagem de redução de odor igual a 92 %, e uma capacidade antioxidante igual a 49,4 %, após 1 ciclo de lavagem. Por fim, avaliou-se a solidez à lavagem do CSQ, e após 5 ciclos de lavagem não se verificou capacidade de neutralização de odor. Constatou-se o amarelecimento do tecido com a impregnação do ingrediente funcional e com o aumento de número de ciclos de lavagem. Posto isto, conclui-se que o estudo desenvolvido neste trabalho, apesar de preliminar, pode ser importante para o desenvolvimento futuro de têxteis funcionais.The principal goal of this work was the development of sustainable textile solutions based on the use of food wastes and by–products. Specifically, the odors neutralization and antioxidants properties of the fabric functionalized with keratin, was studied. The keratin was obtained by precipitation (Q) and by ultrafiltration (QUF), both 2 % (v/v) and 5 % (v/v), extracted from the pig hair of the meat industry. Additionally, the same properties were studied for the functionalized textile with 5 % (w/v) cheese whey concentrate (CWC) from the dairy industry. In a first step, in order to measure the anchorage of the keratin fractions to the textile substrate, using chemical bonding agents and coating agents, an expedite spectrophotometric method using Acid Orange dye was implemented. The results obtained showed that agent A1 was the most suitable agent in binding the protein to the fabric and that in its presence a significant amount of keratin anchored to the textile could be detected, after 1 washing cycle. Based on this result, the same method was used to evaluate the anchoring of the CWC to the fabric with agent A1, which again proved to be effective in binding the protein to the fabric, after 1 washing cycle. Subsequently, the odor neutralization property of the functionalized fabric with both keratins and CWC was evaluated by gas chromatography, based on the ISO Standard 17299-3, while the antioxidant activity was analyzed by the ABTS method. For 2 % and 5 % precipitated keratin, a percentage of odor reduction of 56 % and 73 % was obtained, respectively. For the keratin obtained by ultrafiltration, a reduction percentage of 84 % was obtained for both concentrations studied. By the ABTS method, a 2 % and 5 % precipitated keratin led to an antioxidant capacity equal to 38.9 % and 39.4 %, respectively; while the keratin obtained by ultrafiltration led to an antioxidant capacity of 18 % and 26 %, respectively. For the fabric functionalized with the CWC, the percentage of odor reduction obtained was equal to 92 %, and the antioxidant capacity equal to 49.4 %, both after 1 washing cycle. Finally, the washing strength of the CWC was evaluated. After 5 washing cycles, no odor neutralization capacity was found. The fabric yellowing was observed with the impregnation of the functional ingredient and with the increase in the number of washing cycles. Therefore, it is concluded that the study developed in this work, although preliminary, may be important for the future development of functional textiles