Desenvolvimento e caracterização de filmes biodegradaveis de alginato de calcio sem e com sorbato de potassio

Orientador: Theo Guenter KieckbuschTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Questões relacionadas à preservação ambiental têm sido intensamente discutidas, não somente devido à escassez de recursos naturais, mas também, em função da legislação que está cada vez mais rigorosa. Visando o desenvolvimento sustentável, a procura por novos materiais e tecnologias capazes de minimizar os danos ao meio ambiente tem aumentado consideravelmente. Filmes biodegradáveis estão inseridos nesse contexto. Eles são produzidos a partir de polímeros naturais, principalmente polissacarídeos e proteínas, com potencial aplicação nas indústrias farmacêutica e alimentícia. Filmes confeccionados a partir de biopolímeros podem ser utilizados como embalagens antimicrobianas para produtos alimentícios se os agentes ativos são incorporados. Alginato de sódio foi utilizado como substância formadora de filme, cloreto de cálcio como agente reticulante e glicerol como plastificante. Um processo de confecção de filmes reticulados realizado em dois estágios foi desenvolvido, sendo possível obter filmes com baixa solubilidade em água. Filmes com diferentes graus de reticulação foram caracterizados em relação a suas propriedades, tais como: solubilidade em água, permeabilidade ao vapor de água, resistência mecânica, grau de intumescimento e temperatura de transição vítrea. Para o desenvolvimento de embalagens ativas, sorbato de potássio foi incorporado ao filme. Medidas de permeabilidade utilizando uma célula de diafragma indicaram que o processo de migração do sorbato foi afetado pela concentração de sorbato na solução e que o aumento do grau de crosslinking da matriz polimérica diminui a taxa de transferência de massa. Experimentos de liberação de sorbato realizados com água (22 °C) como sorvedouro mostraram rápida liberação do material ativo por difusão (95 % da massa total liberada em aproximadamente 4 minutos). Dados de massa de sorbato liberada apresentaram bom ajuste ao modelo difusional derivado da segunda lei de Fick, com os valores de difusividade variando entre 2,32 x10-7 a 3,32 x10-7cm2/s. Estes valores são inferiores aos dados de difusão de sorbato em filmes de proteína, indicando um uso potencial como sistemas de liberação de substâncias antimicóticasAbstract: The concern and consciousness relative to the environmental preservation is raising global issues, not only due to the shortage of natural resources, but also because of the legislation that is becoming more and more stringent. Seeking the sustainable development, the number of researches on new materials and technologies that are able to minimize the environmental damages have grown considerably. Biodegradable films are inserted in this context. They are produced from natural polymers, mainly polysaccharides and proteins, with potential applications in the pharmaceutical and food industries. Films manufactured with biopolymers can be used as antimicotic packaging for food products if active agents are incorporated. Sodium alginate was used as film matrix, calcium chloride as reticulating (crosslinking) agent and glycerol as plasticizer. A two-stage reticulation film manufacture process was developed and rendered films with low solubility in water. Films with different degree of reticulation were characterized according to properties such as water solubility, water vapor permeability, mechanical resistance, degree of swelling and glass transition temperature. For the development of active packaging, potassium sorbate was incorporated into the film. Permeability measurements using a diaphragm 0011 indicated that the sorbate migration process was affected by the sorbate concentration and that higher crosslinking degree of the polymeric matrix decreases the mass transfer rates. Sorbate release experiments conducted with water at 22°C as a sink showed rapid exhaustion of the active material by diffusion (95 % of total mass delivered in about 4 minutes). The mass of sorbate release data were well fitted to Fick's second law diffusional model, with O values ranging from 2,32 x10-7 to 3,32 x10-7 cm2/s. These values are lower than published data of sorbate diffusion in protein film, foreseeing a potential use of calcium alginate as an antimicotic packagingDoutoradoEngenharia de ProcessosDoutor em Engenharia Químic