TCC I EDIVAN TAETTI

Prévia do material em texto

CURSO DE QUÍMICA – LINHA DE FORMAÇÃO QUÍMICA INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
Edivan Bellini Taetti 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE BIOPOLÍMERO À BASE DE AMIDO PARA 
ACONDICIONAMENTO DE MAÇÃ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Cruz do Sul 
2019
Edivan Bellini Taetti 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE BIOFILME DE POLÍMERO À BASE DE AMIDO PARA 
ACONDICIONAMENTO DE MAÇÃ 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão 
apresentado ao Curso de Química 
Industrial da Universidade de Santa 
Cruz do Sul para a obtenção do 
título de Bacharel em Química – 
Linha de Formação em Química 
Industrial. 
 
Orientadora: Profa. Dra. Cláudia 
Mendes Mälhmann 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Cruz do Sul 
2019
 
 
 
2 
LISTA DE ILUSTRAÇÃO 
 
Figura 1- Estrutura química da amilose (a) e da amilopectina (b).............................13 
Figura 2 - Esquema representativo da técnica de produção de filmes por casting...15 
Quadro 1 - Descrição das atividades programadas do projeto..................................21 
 
 
 
 
 
 
3 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Formulação dos filmes com diferentes concentrações ............................ 17 
Tabela 2 – Descrição orçamentária dos itens solicitados ao Colegiado do Curso de 
Química da UNISC .................................................................................................... 22 
 
4 
 
SUMÁRIO 
1 OBJETIVOS ..................................................................................................... 6 
1.1 Objetivo geral .................................................................................................. 6 
1.2 Objetivos específicos ..................................................................................... 6 
2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 7 
3 FUDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................... 8 
3.1 Polímeros ........................................................................................................ 8 
3.1.1 Biopolímeros ................................................................................................... 9 
3.1.2 Propriedades e Aplicação dos Biopolímeros ............................................. 10 
3.1.3 Filmes Biodegradáveis ................................................................................. 10 
3.1.4 Filmes Comestíveis ...................................................................................... 11 
3.2 Biofilmes de Amido ...................................................................................... 13 
3.2.1 Formulação ................................................................................................... 15 
4 METODOLOGIA ............................................................................................. 17 
4.1 Matéria-prima e equipamentos .................................................................... 17 
4.2 Formulação e processamento dos biofilmes ............................................. 17 
4.3 Caracterização da matéria-prima e dos filmes ........................................... 18 
4.3.1 Espectrofotometria de infravermelho ......................................................... 18 
4.3.2 Microscopia óptica ....................................................................................... 18 
4.3.3 Espessura do filme ....................................................................................... 19 
4.3.4 Absorção de água ......................................................................................... 19 
4.3.5 Ensaio de tração ........................................................................................... 19 
4.4 Testagem da aplicação do biofilme ............................................................ 19 
5 CRONOGRAMA ............................................................................................. 21 
6 ORÇAMENTO ................................................................................................ 22 
 REFERÊNCIAS .............................................................................................. 23 
 ANEXO A – Orçamento realizado com a empresa PRA VIDA ................... 27 
 ANEXO B – Orçamento realizado com a empresa LOJA NETLAB ........... 28 
 ANEXO C – Orçamento realizado com a empresa MERCOLAB................ 29 
 
 
 
5 
ANEXO D – Orçamento realizado com a empresa APROQUIMICA .......... 30 
 ANEXO E – Orçamento realizado com a empresa MILLER 
SUPERMERCADOS ....................................................................................... 31 
 
 
 
 
6 
1 OBJETIVOS 
 
1.1 Objetivo geral 
 
O presente trabalho tem como objetivo geral desenvolver um filme polimérico 
baseado em amido de mandioca, visando o recobrimento e proteção de maçã in 
natura. 
 
1.2 Objetivos específicos 
 
Os objetivos específicos estabelecidos para esse trabalho são: 
 
 Obter o filme de amido termoplástico (biofilme) baseado em amido de 
mandioca; 
 Testar metodologias de síntese e de aplicação do biofilme; 
 Caracterizar as propriedades do material obtido; 
 Avaliar a utilização do biofilme em maçãs. 
 
 
 
 
7 
2 JUSTIFICATIVA 
 
Em virtude do grande consumo de produtos plásticos, a maior parte 
descartável, formaram-se grandes acúmulos de resíduos, os quais geram 
consideráveis problemas ambientais. Pelo simples fato de possuírem resistência a 
degradação, os plásticos ou polímeros na sua maioria não são biodegradáveis, 
colaborando consideravelmente para tais problemas e levando anos para se 
decompor. Com isso pesquisadores de todos os cantos do mundo veem estudando 
maneiras de amenizar os impactos ambientais provocado pelo descarte improprio 
desses resíduos, dentre as alternativas, estão a reutilização e a reciclagem, além da 
conscientização de um descarte adequado (BRITO et al., 2011). 
Com o crescente aumento da preocupação mundial em cuidar dos recursos 
naturais e principalmente com a hipótese de escassez dos recursos fósseis em 
algumas décadas, inúmeros estudos veem sendo apresentados afim de elaborar 
novas metodologias industrias mais sustentáveis (COSTA et al., 2015). 
Dentre as novas metodologias que estão sendo propostas, destaca-se a 
substituição de polímeros sintéticos não degradáveis por polímeros biodegradáveis 
ou biopolímeros, que são os advindos de matérias-primas de fontes renováveis, como 
as proteínas e os polissacarídeos (FUJINO, 2016). 
Com isso, justifico que os ganhos de escala de produção, novas rotas 
tecnológicas otimizadas e a intensificação do uso de fontes renováveis de matérias 
primas e energia de baixo custo tem atraído a atenção dos atuais desenvolvimentos 
dos bioplásticos, visto que, os processos de produção estão em sua grande maioria 
voltados a sustentabilidade. 
Neste contexto, o presente trabalho visa desenvolver e colaborar com essa 
linha de pesquisa, o objetivo desse trabalho será o desenvolvimento de polímeros 
biodegradáveis, a base de amido, que é uma fonte renovável, de baixo custo e ampla 
produção, incorporando-os no processo de beneficiamento de um novo material, 
podendo ser utilizado na indústria química de alimentos. E ainda, tornando-se aliado 
na redução de plástico e futuros problemas ambientais, pois o tempo de vida de 
materiais biodegradáveis é bem menor. 
 
 
 
 
8 
3 FUDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
3.1 Polímeros 
 
Há várias descobertas na história da humanidade que mudaram o rumo do seu 
desenvolvimento, uma delas deu-se com o aparecimento do polímero, que foi formado 
de forma acidental, foi ocupando seu espaço, expandindo-se e favorecendo a vida 
das pessoas, devido a sua vasta aplicação (SANTOS; MÓL, 2010). 
Canevarolo (2006), nos diz que a palavra polímero surgiu do grego poli (muitos) 
e mero (unidade de repetição). Sendo assim, um polímero é umamacromolécula 
constituída por muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição chamadas 
meros, ligadas por ligação covalente. 
Como característica principal, conforme Ianino (2016), os polímeros 
apresentam a capacidade de substituir metais, cerâmicas, e matérias naturais em 
diversas aplicações, como em alimentos. Eles são constituídos por várias 
macromoléculas compostas por unidades de repetição (monômeros), ligadas por 
ligações intramoleculares fortes e atraídas por forças intermoleculares fracas. Como 
as moléculas são compostas de vários elementos individuais, chamadas de 
monômeros (mono= um, meros = partes), a junção de muitos “meros” recebe o nome 
de polímeros (muitas partes). 
Entretanto Piatti e Rodrigues (2005) nos relatam que as características dos 
polímeros são definidas por algumas propriedades, principalmente pela grande massa 
molecular que eles apresentam. Por serem longas cadeias, elas se entrelaçam 
formando um emaranhamento, adquirindo uma grande resistência mecânica o que 
viabiliza sua utilização na fabricação de diversos objetos, como móveis, peças 
automotivas, peças para construção civil entre outras. As propriedades que irão definir 
a forma de utilização dos polímeros são: resistência térmica, mecânica, elétrica, 
química, entre outras. 
Conforme Brown et al (2005), os polímeros podem ser classificados em 
polímeros naturais e sintéticos, durante um prolongado tempo os humanos utilizaram 
polímeros naturais, como lã, couro e borracha natural para construção de materiais 
úteis ao cotidiano. 
Os polímeros formados durante o ciclo de crescimento de organismos vivos, 
segundo Franchetti e Marconato (2006), são denominados polímeros naturais e sua 
 
 
 
9 
síntese envolve geralmente reações catalisadas por enzimas e reações de 
crescimento, de cadeia a partir de monômeros ativados, que são formados dentro das 
células por processos metabólicos complexos. Zaia (2003), cita como exemplo a 
formação de biopolímeros na água superaquecida que ocorre nas fontes geotérmicas 
no fundo do mar. 
Pitt et al (2011), relatam que os polímeros sintéticos se apresentam inicialmente 
baseados no uso de insumos químicos oriundos do petróleo, através de reações em 
escala laboratorial. Os polímeros sintéticos deram origem aos plásticos e com o 
passar do tempo mostraram os agravantes implicados nessa produção, por isso cada 
vez mais se torna atrativo a busca por produtos naturais como alternativa para 
diminuição dos impactos gerados. 
A degradação de plásticos sintéticos é muito lenta e pode levar até 500 anos. 
A “degradação” destes plásticos gera plásticos menores, que apesar de não ser 
evidentes, se acumulam nos ecossistemas em grandes quantidades. Os polímeros 
biodegradáveis são materiais plásticos com semelhantes propriedades, mas com um 
tempo de degradação menor, o que poderia ser utilizada para compensar esse 
problema (TORRES et al., 2015). 
O grande diferencial dos polímeros naturais é sua baixa toxicidade, 
biodegradabilidade, características filmogênicas, facilidade de derivatização, 
disponibilidade e baixo custo. Essas propriedades se apresentam como estímulo para 
a busca e produção de novos materiais poliméricos. (VANDAME et al., 2002). 
 
3.1.1 Biopolímeros 
 
Os biopolímeros são materiais poliméricos classificados estruturalmente como 
polissacarídeos, poliésteres ou poliamidas. A matéria-prima principal para sua 
fabricação é uma fonte de carbono renovável, geralmente um carboidrato derivado de 
plantios comerciais de larga escala como cana-de-açúcar, milho, batata, trigo e 
beterraba; ou um óleo vegetal extraído de soja, girassol, palma ou outra planta 
oleaginosa (PRADELLA, 2006). 
Nos últimos tempos os estudos têm sido cada vez mais intensos para substituir 
o uso de polímeros por materiais biodegradáveis. Os biopolímeros são uma alternativa 
para esses materiais, pois são materiais naturais vindos de fontes alternativas, que 
 
 
 
10 
agrupados a plastificantes geram produtos com a devida eficiência e ecologicamente 
corretos (VIEIRA et al., 2011). 
Estes polímeros são denominados de diferentes formas, biopolímeros, 
bioplásticos, polímeros biodegradáveis e polímeros naturais. Estes que estão sujeitos 
à degradação por microrganismo, ou por decomposição química no ambiente, como 
a hidrólise, por exemplo (JOHNSON et al., 2003). 
De acordo com Johnson et al (2003), biopolímeros na sua grande maioria, são 
gerados na natureza, no transcorrer do ciclo da vida de plantas verdes, animais, 
bactérias e fungos. 
Os biopolímeros tem como matéria-prima: cana-de-açúcar, mandioca, milho, 
trigo, soja e girassol, entre outros (PRADELLA, 2006). 
Por conter um ciclo de vida mais curto em relação à os polímeros derivados do 
petróleo, os biopolímeros, são desenvolvidos a partir de fontes renováveis, que se 
decompõem em semanas ou até meses, quando estão sob condições propícias para 
a sua biodegradação (BRITO, 2011). 
 
3.1.2 Propriedades e Aplicação dos Biopolímeros 
 
O uso principal dos biopolímeros é na fabricação de sacos de lixo, material de 
preenchimento de embalagens e, também, na fabricação de filmes comestíveis para 
embalagem e proteção de alimentos. Esses materiais agem, por exemplo, contra o 
escurecimento que ocorre em frutos, e podem apresentar ações bactericidas e 
fungicidas, diminuindo o desenvolvimento de organismos patogênicos. 
Conforme Zanatta et al. (2008), uma grande vantagem do uso dos biopolímeros 
é sua degradação no ambiente. A degradação dessas macromoléculas resulta da 
ação de microrganismos de ocorrência natural, como bactérias, fungos e algas. Ou 
seja, a biodegradação é um processo de decomposição de materiais pela atividade 
biológica, transformando o material em moléculas menores e causando um menor 
impacto ambiental. Por isso, os biopolímeros ganham cada vez mais espaço devido a 
propriedades que, ao mesmo tempo, aumentam a vida útil e tornam mais fácil o 
descarte desses materiais. 
 
3.1.3 Filmes Biodegradáveis 
 
 
 
 
11 
Com a crescente procura de alimentos com alta qualidade, aliado a 
preservação do meio ambiente, o desenvolvimento de filmes biodegradáveis ou 
biofilmes, está em constante crescimento. Os filmes agem formando uma fina camada 
protetora, impedindo que o alimento seja afetado pela umidade, óleo, gases e outros 
elementos externos (PALMU et al., 2003). 
Os filmes biodegradáveis são desenvolvidos a partir de biopolímeros, onde os 
principais componentes são a macromolécula e o plastificante. Porém podem ser 
adicionados outros aditivos, como reticulantes, aromas, ácidos e bases, entre outros 
(SARMENTO, 1999). 
Ao contrário dos polímeros sintéticos, os biodegradáveis possuem em sua 
composição substâncias de fácil degradação fazendo com que os microrganismos 
presentes no meio ambiente sejam capazes de convertê-las em substâncias mais 
simples, as quais existem naturalmente em nosso meio, possibilitando uma 
biodegradação facilitada e se integrando totalmente a natureza (FILHO et al., 2014). 
 
3.1.4 Filmes Comestíveis 
 
Nos últimos anos, uma atenção crescente tem sido dedicada ao papel da dieta 
na saúde humana. Vários estudos epidemiológicos indicaram que a alta ingestão de 
produtos vegetais está associada com uma redução no risco de uma variedade de 
doenças crônicas como aterosclerose e câncer. Este efeito tem sido particularmente 
causado por compostos que possuem antioxidante. Os principais antioxidantes nos 
vegetais são as vitaminas C e E, os carotenoides e os compostos fenólicos, 
especialmente os flavonoides. Esses antioxidantes absorvem radicais livres e inibem 
a cadeia de iniciação ou interrompem a cadeia de propagação das reações oxidativas 
promovidas pelos radicais (PODSEDEK, 2007). 
Revestimento comestível consiste em uma fina camada de material comestível 
formada como um revestimento em um produto alimentício, enquanto que filme 
comestívelé uma fina camada, pré-formada, feita de material comestível, e uma vez 
formada pode ser colocada sobre ou entre alimentos (MCHUGH, 2000). A principal 
diferença entre essas coberturas é que o revestimento comestível é aplicado na forma 
líquida, geralmente por imersão do produto em uma solução formada por uma matriz 
estrutural (carboidratos, proteínas, lipídios ou mistura de multicomponentes), e o filme 
 
 
 
12 
comestível é primeiramente moldado como uma folha sólida, a qual é então aplicada 
como um envoltório no produto (FALGUERA et al., 2011). 
Os filmes comestíveis são películas de variadas espessuras constituídas por 
diferentes substancias naturais e/ou sintéticas que se polimerizam e isolam o 
alimento, sem riscos à saúde do consumidor, uma vez que não são metabolizados 
pelo organismo e sua passagem pelo trato gastrointestinal se faz de maneira inócua 
(MAIA; PORTE; SOUZA, 2000). 
A industrialização da maçã minimamente processada com embalagem 
comestível aumenta o tempo de prateleira da fruta, e pode ser uma alternativa de 
agregar valor ao produto, diminuir perdas na lavoura e um aumento de geração de 
empregos para a região onde é manipulado. 
Produtos agrícolas perecíveis, a exemplo das frutas tropicais, têm suas vidas 
uteis reduzidas, por apresentarem elevado teor de umidade, altas taxas respiratórias 
e de produção de calor (WOLF, 2007). 
Várias técnicas para o prolongamento da vida útil pós-colheita das frutas 
tropicais têm sido estudadas por pesquisadores. As coberturas/recobrimentos 
comestíveis podem melhorar o marketing alimentício com relação a qualidade 
nutricional, segurança, e aumento no tempo de conservação (FAKHOURI et al., 2007; 
BATISTA; TANADA-PALMU; GROSSO, 2005). 
De acordo com Maftoonazad et al., (2007) as perdas pós colheita de frutas e 
hortaliças e um dos principais problemas durante o armazenamento e prejudicam 
significativamente o custo de produção e a comercialização. 
As frutas no formato minimamente processados proporcionam ao consumidor 
um produto prático e conveniente, com características semelhantes ao produto in 
natura (KLUGE e VITTI, 2004). 
O processamento mínimo de frutas e hortaliças provoca mudanças na sua 
fisiologia, segundo Kluge e Vitti (2014), e pode diminuir sua vida útil, se estas 
alterações não forem controladas através de cuidados eficazes, porque as frutas e 
hortaliças minimamente processadas são facilmente perecíveis porque os tecidos são 
injuriados na etapa de descascamento ou corte, acelerando o metabolismo e taxa 
respiratória e reduzindo a vida útil do produto. 
Uma das formas de diminuir os efeitos causados pelo processamento mínimo 
é o revestimento comestível. Estes formam uma fina camada de material comestível, 
sendo aplicado direto ao fruto. Esta técnica é aplicada para diminuir a perda de 
 
 
 
13 
umidade, oxigênio, dióxido de carbono, aromas e lipídios, introduzir aditivos como 
antioxidantes e antimicrobianos. Além do uso de fécula de mandioca na elaboração 
de filmes para recobrimento de frutas e hortaliças pode-se citar a possibilidade de seu 
uso na elaboração de bandejas biodegradáveis para acondicionamento de produtos, 
tal como avaliado por Castro e Cereda (1999) que testaram a conservação de tomate 
em bandeja de fécula de mandioca envolvida com filme de cloreto de vinila. 
Nesta linha de recobrimento de vegetais com película de fécula de mandioca 
vem sendo desenvolvidos teses e artigos avaliando a conservação de inúmeros 
produtos, tais como maça, goiaba, mamão, laranja, tomate, pepino, limão, couve-flor 
e pimentão. A partir do exposto, observa-se que o uso de filmes e revestimentos 
comestíveis provoca a redução de perda de agua e da síntese de etileno, diminuindo 
a atividade respiratória, e retardando a senescência, demonstrando ser uma técnica 
eficaz de preservação de frutas e hortaliças para manter boa aparência e firmeza, 
mantendo assim, seu valor comercial. 
 
3.2 Biofilmes de Amido 
 
Amido é um polissacarídeo, sintetizado pelos vegetais para ser utilizado como 
reserva energética. O grânulo de amido é constituído por uma mistura de dois 
polissacarídeos: a amilose e a amilopectina, que são polímeros formados pela α-
glicose com eliminação de água (LEHNINGER, 1976). 
A proporção de amilose e amilopectina no amido está associada à sua fonte 
botânica, sendo que para o amido de mandioca são relatados na literatura teores de 
amilose que variam de 16 a 24% e de amilopectina que variam de 76 a 84%, como 
mostra na Figura 1. (TORAL et al., 2002; HOOVER, 2001; DEFLOOR et al 1998). 
 
 
 Figura 1- Estrutura química da amilose (a) e da amilopectina (b) 
 
 
 
14 
 
 Fonte: CORRADINI et al, 2005. 
 
O amido de mandioca também é conhecido como fécula, polvilho doce ou goma 
e pode ser definido como um carboidrato que é extraído da raiz da mandioca. 
Apresenta-se como um pó branco, inodoro e sem sabor, utilizado como ingrediente 
gerador de uma série de produtos em diversas áreas de atividade industrial (ARIENTE 
et al., 2005). 
Biofilme é um filme fino preparado a partir de materiais biológicos como: 
proteínas, polissacarídeos, lipídios ou da combinação destes compostos, que pode 
atuar como barreira a elementos externos e, consequentemente, proteger o produto 
embalado de danos físicos e biológicos e aumentar a sua vida útil (HENRIQUE et al., 
2008). 
Apesar do interesse nestes materiais ter crescido muito nos últimos tempos, o 
alto custo de sua produção ainda é uma grande desvantagem em relação aos 
polímeros convencionais (FRANCHETTI; MARCONATO, 2006). 
Inúmeros estudos têm sido realizados sobre caracterização das propriedades 
funcionais de filmes de amido, pois, conforme Mali et al. (2010), o amido é uma 
matéria-prima abundante em todo o mundo, apresenta muitas possibilidades de 
modificação química, física ou genética e origina filmes e revestimentos resistentes. 
Além disso, os biofilmes de amido apresentam potencial de aplicação nos setores 
 
 
 
15 
alimentício, agrícola, farmacêutico e em diversos setores onde a biodegradabilidade 
é requerida (BATISTA et al., 2005). 
Filmes constituídos por proteínas e polissacarídeos normalmente apresentam 
alta resistência mecânica, óptica e sensorial e permeabilidade seletiva a gases, como 
oxigênio e gás carbônico, mas são sensíveis à umidade e apresentam alta 
permeabilidade ao vapor d’água (BATISTA et al., 2005; FAKHOURI et al., 2007). 
 
3.2.1 Formulação 
 
A microestrutura e as propriedades dos filmes de amido dependem do tipo de 
material utilizado para a sua produção (CUQ et al., 1995). Quando produzidos em 
escala laboratorial, se formam depois de solubilização do amido em um solvente, com 
formação de uma solução filmogênica; (FENNEMA et al., 1994) que, em seguida, é 
aplicada sobre uma superfície e é seca para a evaporação do solvente, técnica está 
chamada de casting, como podemos observar na Figura 2. 
 
Figura 2 - Esquema representativo da técnica de produção de filmes por 
casting 
 
 Fonte: Adaptado de LAROTONDA, 2002. 
 
Na técnica do tipo casting, após a gelatinização térmica dos grânulos em 
excesso de agua, amilose e amilopectina se dispersam na solução aquosa e, durante 
a secagem, se reorganizam, formando uma matriz contínua que dá origem aos filmes. 
De acordo com Bader e Goritz (1994), a estrutura cristalina dos filmes de amido, 
e consequentemente, as propriedades mecânicas e de barreira, são fortemente 
influenciadas pelas condições de secagem destes. Em filmes secos sob temperaturas 
superioras a 60ºC, o processo de secagem é mais rápido que a retrogradação ou 
recristalização (processo que leva ao envelhecimento dos filmes), gerando materiais 
 
 
 
16 
mais estáveis ao armazenamento que filmes secos sob menores temperaturas. A 
umidade relativa durante a secagem dos filmes também é um fator importante, filmes 
secos sob maiores umidades relativasapresentaram estruturas com maior grau de 
cristalinidade e maior teor de umidade residual, parâmetro este que tornam os filmes 
mais susceptíveis a alterações durante o seu armazenamento e utilização (RINDLAV- 
WESTLING et al., 1998). 
Como os filmes confeccionados exclusivamente por amido são pouco flexíveis 
e quebradiços e apresentam baixa dificuldade de adequação aos processamentos 
convencionais para a produção de embalagens, sendo necessária a introdução de 
aditivos às matrizes poliméricas. A questão da rigidez pode ser resolvida através da 
adição de plastificantes, que melhoram as propriedades mecânicas dos filmes 
(GONTARD et al.,1993). 
Garcia et al (2000), Souza e Andrade (2000) associam que muitas pesquisas 
lidam com a adição de plastificantes em materiais à base de amido puro para superar 
a fragilidade provocada pelas altas forças intermoleculares. 
Segundo Cuq et al (1998), a adição de plastificante aos biopolímeros modifica 
a organização tridimensional da rede polimérica, diminuindo as forças de atração 
intermolecular, aumentando o volume livre do sistema e deixando menos densa a 
matriz dos filmes, com isto ocorre um aumento da sua flexibilidade e extensibilidade. 
No entanto, Coupland et al (2000), relatam que seu aumento pode resultar na redução 
das propriedades mecânicas de tração dos filmes e em alguns casos, também na 
redução da barreira ao vapor de água. 
Água também é considerada um plastificante em filmes hidrofílicos, resultando 
em produtos com alto brilho (KUUTTI et al., 1998; COUPLAND et al., 2000). 
 
 
 
 
 
17 
4 METODOLOGIA 
 
4.1 Matéria-prima e equipamentos 
 
Os biofilmes poliméricos serão obtidos a partir da utilização de amido de 
mandioca adquirido no comercio local (PRA VIDA PRODUTOS NATURAIS), Glicerina 
P.A., Pectina Cítrica, Sorbitol 70% e Lecitina de soja. 
Para a obtenção dos filmes e testagem dos mesmos serão utilizados, além da 
maçã gala, os equipamentos que seguem: placa de aquecimento/agitação magnética; 
agitador mecânico; micrômetro digital marca Mitutoyo; estufa; termômetro; balança 
analítica; espectrômetro de infravermelho tipo FT-IR/FT-NIR, marca Perkin Elmer 
modelo Spectrum 400 series; microscópio de marca Nikon modelo Eclipse E-200; 
máquina Universal de Ensaios Mecânicos EMIC DL 10000. 
 
4.2 Formulação e processamento dos biofilmes 
 
Os biofilmes serão elaborados aplicando processo convencional de casting, 
conhecido também como método de evaporação. Serão testadas diferentes 
formulações para o acondicionamento da maçã gala, envolvendo amido de mandioca 
adquirido no comércio local (PRA VIDA PRODUTOS NATURAIS), Glicerina P.A. 
(NEON), Pectina Cítrica (EXODO), Sorbitol 70%(EXODO) e Lecitina de soja 
(EXODO). 
Considerando tempo de reação, tempo de secagem do filme e características 
visuais para aplicação dos biofilmes, destas serão escolhidas 2 ou 3 formulações para 
aplicação e avaliação sobre as maçãs. A formulação de partida pode ser observada 
na Tabela 1. 
Tabela 1 – Formulação dos filmes com diferentes concentrações 
Formulação 
Amido de 
mandioca 
(%m) 
Glicerol (%m) Lecitina (%m) Sorbitol (%m) 
Filme Controle 
(FC)* 
91 9 0 0 
Filme 01 70 12 6 12 
Filme 02 55 20 10 15 
Filme 03 41,5 27 13,5 18 
*Fonte: Adaptado de AMARAL, 2014. 
 
 
 
18 
A mistura dos componentes será realizada sob agitação constante e 
aquecimento até atingir 65-70°C, temperatura na qual o amido gelatiniza. Para os 
testes o material obtido após gelatinização será acondicionado em placa de petri ou 
placa de teflon, e seco em estufa a temperatura de 60°C até massa constante. Todas 
as formulações, bem como os testes e ensaios de caracterização serão realizados em 
triplicata, ou com mais repetições, dependendo da exigência de norma técnica 
específica. 
A forma de mistura dos componentes também será avaliada, podendo ser 
realizada por agitação magnética ou por agitação mecânica. 
 
4.3 Caracterização da matéria-prima e dos filmes 
 
As matérias primas utilizadas e os filmes obtidos serão caracterizados e 
avaliados através das análises e ensaios de: Espectroscopia de Infravermelho com 
transformada de Fourier (FT-IR), microscopia óptica, espessura de filme, absorção de 
água e resistência à tração. 
 
4.3.1 Espectrofotometria de infravermelho 
 
Para a caracterização da matéria-prima e dos biofilmes obtidos será utilizada a 
FT-IR aplicando a técnica de Refletância Total Atenuada (ATR). Os espectros serão 
obtidos em um espectrômetro de infravermelho tipo FT-IR/FT-NIR, marca Perkin 
Elmer modelo Spectrum 400 series, na região do infravermelho médio (4000 – 650 cm-
1), com média de 32 varreduras e resolução de 4 cm-1. 
 
4.3.2 Microscopia óptica 
 
A microscopia óptica será realizada com o objetivo de observação da superfície 
dos filmes, utilizando o microscópio de marca Nikon modelo Eclipse E-200, com 
câmera de vídeo de marca Kodo, modelo KC - 512NTX e com o auxílio do software 
de captura de imagens ENCORE ENLTV-FM3, do Motic China Group Co. Ltda. 
 
 
 
 
 
 
19 
4.3.3 Espessura do filme 
 
A espessura dos filmes será determinada utilizando-se um micrômetro manual 
com resolução 0,001 mm, marca Mitutoyo. Para a espessura final será determinada a 
média de 3 medidas realizadas sobre a área de cada filme. 
 
4.3.4 Absorção de água 
 
Os testes para a determinação da absorção de água e inchamento dos 
biofilmes serão realizados com base na norma ASTM-D570-95. Com a finalidade de 
avaliar a absorção de água (Swelling), massas “secas” e “úmidas”, serão observadas 
( aM sec e úmidaM , respectivamente). Os filmes serão imersos em água deionizada a 
temperatura ambiente, por um período de 24 horas, podendo ter a necessidade de 
adaptação desta metodologia quanto ao tempo considerando a característica 
hidrofílica dos biofilmes. Após a retirada do excesso de água usando papel 
absorvente, serão pesados e mantidos na estufa a 80°C por um período de 12 horas, 
e então pesados novamente. A quantidade de água absorvida pelos compósitos será 
determinada pela diferença de massa entre a membrana úmida e a membrana seca. 
A média de absorção de água é expressa em porcentagem (Equação 1). 
%100
sec
sec x
M
MM
águadeAbsorção
a
aúmida  (Equação 1) 
 
4.3.5 Ensaio de tração 
 
O ensaio de tração será realizado conforme procedimento descrito na norma 
técnica, ASTM-D882, com velocidade do ensaio de 5 mm/min, na Máquina Universal 
de Ensaios Mecânicos EMIC DL 10000. 
 
4.4 Testagem da aplicação do biofilme 
 
Para a aplicação será utilizada a maçã gala que será utilizada de duas formas, 
inteira e descascada e cortada em proporção de ¼ da fruta. Cada formulação será 
 
 
 
20 
aplicada em pelo menos, 3 amostras de cada tipo, além de se manter o branco para 
cada caso. 
A fruta ou suas partes serão mergulhadas na solução filmogênica e secas a 
temperatura ambiente durante 24 horas. Após serão colocadas em local adequado 
para acompanhamento das alterações que ocorrerão com o tempo. Se entende por 
local adequado, lugar arejado e fresco, simulando a disposição da referida fruta 
quando da sua comercialização. 
As alterações observadas serão registradas por fotos diárias das amostras, 
bem como por pesagem das mesmas. 
 
 
 
 
 
 
21 
5 CRONOGRAMA 
 
Para a efetivação do presente trabalho está prevista a seguinte ordem 
cronológica para a realização das atividades descritas no Quadro 1. 
 
Quadro 1 – Descrição das atividades programadas do projeto 
Atividades 
Meses 
Março Abril Maio Junho Julho 
Revisão Bibliográfica X X X X X 
Planejamento Experimental X X 
Recebimento do Material X X 
Desenvolvimento dos 
Biopolímeros 
X X X X X 
Análise dos Biopolímeros X X X 
Tratamento dos Dados X X X 
Relatório X X 
Apresentação dos Resultados X 
Publicação em periódicos X 
Fonte: Autor, 2019. 
 
 
 
 
22 
6 ORÇAMENTO 
 
Para a aplicaçãoexperimental deste projeto alguns materiais e reagentes serão 
necessário, sendo os mesmos especificados na Tabela 2. 
 
Tabela 1 – Descrição orçamentária dos itens solicitados ao Colegiado do 
Curso de Química da UNISC 
Identificação Quantidade Marca Fornecedor 
Valor (R$) 
Unitário Totsl 
Lecitina de Soja 200 g Exodo Mercolab 65,90 131,80 
Pectina 500 L Exodo Mercolab 234,00 234,00 
Glicerina P.A. 1 L Neon Mercolab 42,00 42,00 
Sorbitol 70% 1 kg Exodo Mercolab 26,50 53,00 
Amido de 
Mandioca 
3 kg - 
Pra vida 
produtos 
naturais 
7,15 21,45 
Maça Gala 8 kg - 
Miller 
supermercado 
7,98 63,84 
 TOTAL = 546,09 
Fonte: Autor, 2019. 
 
Total solicitado ao Curso de Química: R$ 546,09. 
 
 
 
 
 
 
23 
REFERÊNCIAS 
 
ARIENTE, M. et al. Competitividade na indústria de fécula de mandioca: estudo 
exploratório. Revista FAE, Curitiba, v. 8, n. 2, p. 53-60, jul/dez. 2005. 
 
AZEREDO (2003), H.M.C. de. Películas comestíveis em frutas conservadas por 
métodos combinados: potencial da aplicação. Boletim do CEPPA. Curitiba, v.21, n.2, 
2003. 
 
BADER, H. G.; GÖRITZ, D. Investigations on high amylose corn starch films. Part 1: 
Wide angle X-ray scattering(WAXS) v. 46, 1994. 
 
BATISTA, J. A.; TANADA-PALMU, P. S.; GROSSO, C. R. F. Efeito da adição de 
ácidos graxos em filmes a base de pectina. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 
Campinas, v. 25, p. 781-788, dez. 2005. 
 
BRITO, G. F.; AGRAWAL, P.; ARAÚJO, E. M.; MÉLO, T. J. A. Biopolímeros, Polímeros 
Biodegradáveis e Polímeros Verdes. Departamento de Engenharia de Materiais – 
Universidade Federal de Campina Grande. Revista Eletrônica de Materiais e 
Processos, v.6.2 (2011) 127-139. Disponível em: 
<http://cct.ufcg.edu.br/revista/index.php/REMAP/article/viewFile/222/204> Acesso em 
27/10/2019. 
 
BROWN, T.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química: a ciência central. 9 ed. 
Prentice-Hall, 2005. 
 
CANEVAROLO, Sebastião V. Jr. Ciência dos polímeros. Um texto básico para 
tecnólogos e engenheiros. 2ª edição. São Paulo: Artliber Editora, 2006. 
 
CANGEMI, J. M.; CLARO NETO, S.; SANTOS, A. M., Biodegradação: Uma alternativa 
para minimizar os impactos decorrentes dos resíduos plásticos. Química nova na 
escola. China: 43ª Assembléia Geral da IUPAC (União Internacional de Química Pura 
e Aplicada), 2005, p. 17-19. 
 
CASTRO, T. M. R. e CEREDA, M. P.; Confecção e utilização de embalagens rígidas 
biodegradáveis, desenvolvida a partir de fécula de mandioca. III Simpósio Latino 
Americano de Ciências de Alimentos. Campinas – SP, 1999. 
 
CORRADINI, E., C. Lotti, E.Medeiros. Polímeros, 2005. 
 
COSTA, Z. C.; et al. Degradação microbiológica e enzimática de polímeros: uma 
revisão. Química Nova, Rio de Janeiro, v 38, n 2, p. 259-267, 2015. 
 
COUPLAND, J. N.; SHAW, N. B.; MONAHAN, F. J.; O’RIORDAN, E. D. & 
O’SULLIVAN, M. Modeling the effect of glycerol on the moisture sorption behavior of 
whey protein edible films, Journal of Food Engineering, v. 43, p. 25, 2000. 
 
CUQ, B.; GONTARD, N.; GUILBERT, S. Edible films and coatings as active layers. In: 
ROONEY, M. L., 1995. 
 
 
 
 
24 
DEFLOOR, I.; DEHING, I.; DELCOUR, J. A. Physico-Chemical Properties of Cassava 
Starch. Starch - Stärke, v. 50, n. 02, p. 58-64, mar. 1998. 
 
FAKHOURI, F. M. et al. Filmes e coberturas comestíveis compostas à base de amidos 
nativos e gelatina na conservação e aceitação sensorial de uvas Crimson. Ciência e 
Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 27, n. 2, p. 369-375, abr./jun. 2007. 
 
FALGUERA, V.; QUINTERO, J. P.; JIMÉNEZ, A.; MUÑOZ, J. A.; IBARZ, A.; Edible 
films and coatings: Structures, active functions and trends in their use. Trends in Food 
Science & Technology, 22, 2011. 
 
FENNEMA, O.; DONHOWE, I. G.; KESTER, J. J. Lipid Type and Location of the 
Relative Humidity Gradient Influence on the Barrier Properties of Lipids to Water 
Vapor. Water in foods. V.22, 1994. 
 
FILHO, A. B. C. et al. Cúrcuma: planta medicinal, condimentar e de outros usos 
potenciais. Ciência Rural. V.30 n.1, 2000. 
 
FRANCHETTI, S. M. M.; MARCONATO, J. C. Polímeros biodegradáveis: uma solução 
parcial para diminuir a quantidade dos resíduos plásticos. Química Nova, São Paulo, 
v. 29, p. 811-816, 2006. 
 
HENRIQUE, C. M.; CEREDA, M. P.; SARMENTO, S. B. S. Características físicas de 
filmes biodegradáveis produzidos a partir de amidos modificados de mandioca. 
Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 28, p. 231-240, mar. 2008. 
 
HOOVER, R. Composition, molecular structure, and physicochemical properties of 
tuber and root starches: a review. Carbohydrate Polymers, v. 45, n. 03, p. 253-267, jul. 
2001. 
 
IANINO, Alexandre. Polímeros. Disponível em: 
https://abcdopolimero.wordpress.com/tag /ianino/. Acesso em 29/09/2019. 
 
JOHNSON, R. M.; MWAIKAMBO. L.Y; TUCKER. N. Biopolymers. Rapra Review 
Reports. 2003. 
 
KLUGE, R. A.; VITTI, M. C. D. Processamento mínimo de beterraba. In: III Encontro 
Nacional dobre Processamento Mínimo de Frutas e Hortaliças. Viçosa. V.1, 2004. 
 
KUUTTI, L.; PELTONEN, J.; MYLLÄRINEN, P.; TELEMAN, O.; FORSSELL, P. AFM 
in studies of thermoplastic starches during ageing. Carbohydrate polymers, Barking, 
v. 37, n.1, 1998. 
 
LEHNINGER, A. L. Bioquímica: componentes moleculares das células. São Paulo: 
Edgar Blucher, v. 1, 1976. 
 
LUVIELMO, M. M; LAMAS, V. S. Revestimentos comestíveis em frutas. Estudos 
Tecnológicos em Engenharia, 8(1):8-15, janeiro-junho 2012. 
 
 
 
 
25 
MAFTOONAZAD, N. RAMASWAMY, H, S; MOALEMIYAN.; KUSHALAPPA, A. C. 
Effect of Pectin-Based Edible Emulsion Coating on Changes in Quality of Avocado 
Exposed to LasiodiplodiaTheobromae Infection. Carbohydrate Polymers, 2007. 
 
MAIA L. H.; PORTE A.; SOUZA V. F. Filmes comestíveis: aspectos gerais, 
propriedades de barreira a umidade e oxigênio. Boletim do Centro de Pesquisa e 
Processamento de Alimentos. Curitiba, v.18, n.1, p.105-128, 2000. 
 
MCHUGH, T. H., Protein-lipid interactions in edible films and coatings. Nahrung, 44: 
148-151, 2000. 
 
PALMU, P. S. T.; et al. Preparação, propriedades e aplicação de biofilmes comestíveis 
à base de glúten de trigo. 2003. 
 
PIATTI, T. M.; RODRIGUES, R. A. F.; Plásticos: características, usos, produção e 
impactos ambientais. Maceió. Edufal, 2005. 
 
PITT, F. D.; BOING, D.; BARROS, A. A. C. Desenvolvimento hostórico, científico e 
tecnológico de polímeros sintéticos e de fontes renováveis. Revista da UNIFEBE, v. 
1, n.09, 2011. 
 
PODSEDEK, A., Natural antioxidants and antioxidante capacity of Brassica 
vegetables: A review. LWT – Food Sci. Technol, 40: 1-11, 2007. 
 
PRADELLA, J. G. C. - “Biopolímeros e Intermediários Químicos”, relatório técnico nº 
84396-205, Centro de Tecnologia de Processos e Produtos, Laboratório de 
Biotecnologia Industrial – LBI/CTPP, 2006. 
 
_________. Biopolímeros e intermediários Químicos. Centro de Gestão e Estudos 
Estratégicos. São Paulo. 2006. 
 
RINDLAV-WESTLING, A.; STADING, M.; HERMANSSON, A.; GATENHOLM, P. 
Structure, mechanical and barrier properties of amylose and amylopectin films. 
Carbohydrate Polymers, Barking, v. 36, 1998. 
 
SANTOS, W. L. P. dos; MÓL, G. de S. Química cidadã: química orgânica, 
eletroquímica, radioatividade, energia nuclear e a ética da vida - 1. Ed. V.3. São Paulo: 
Nova Geração, 2010, p. 137,140, 142, 155. 
 
SARMENTO, A. L. S. C. Elaboração e caracterização de biofilmes a partir de gelatina 
reticulada. 1999. 169 f. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual de 
Campinas, São Paulo, 1999. 
 
TORAL, F. L. B. et al. Digestibilidade de Duas Fontes de Amido e Atividade Enzimática 
em Coelhos de 35 e 45 Dias de Idade. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 31, n. 03, p. 
1434-1441, 2002. 
 
TORRES, J. A. M; MARURE, A. L.; SÁNCHEZ, M. A. D. Synthesis and 
characterrization of polymers based on citric acid and glycerol: Its application in non-
biodegradable polymers. Dyna, v. 82, n. 190, p. 53-59, 2015. 
 
 
 
26 
 
VANDAMME, T. F.; LENOURRY, A.; CHARRUEAU, C.; CHAUMEIL, J.C. The use of 
polysaccharides to target drugs to the colon. Carbohydrate Polymer, Oxford,v. 48, p. 
219-231, 2002. 
 
VIEIRA, M. G. A.; et al. Natural-based plasticizers and biopolymer films: A review. 
European Polymer Journal, v. 47, n. 3, p. 254-263, 2011. 
 
WOLF, K. L. Propriedades físico-químicas e mecânicas de biofilmes elaborados a 
partir de fibra e pó de colágeno. Dissertação (mestrado) – Instituto de Biociências, 
Letras e Ciencias Exatas, Universidade Estadual Paulista, São José do Rio Preto, 
2007. 
 
ZAIA, D. A. M. Da geração espontânea a química prebiótica. Química Nova, v. 26, n. 
2, p. 260-264, 2003. 
 
ZANATTA, Davi; MELLER, Gustavo T.; GALVAN, Jorge M.; RAQUEL, Vitor. 
Polímeros Biodegradáveis. Departamento de engenharia química e engenharia de 
alimentos – EQA do Centro Tecnológico – CTC da Universidade Federal de Santa 
Catarina – UFSC, 2008. 
 
 
 
 
 
 
27 
ANEXO A – Orçamento realizado com a empresa PRA VIDA 
 
 
 
 
 
 
 
28 
ANEXO B – Orçamento realizado com a empresa LOJA NETLAB 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
ANEXO C – Orçamento realizado com a empresa MERCOLAB 
 
 
 
 
 
 
 
30 
ANEXO D – Orçamento realizado com a empresa APROQUIMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 
ANEXO E – Orçamento realizado com a empresa MILLER SUPERMERCADOS