Development of chitosan-based films and microspheres impregnated with plant extracts with antimicrobial properties: application in the industry and agriculture

• Grant number: 19/03628-7
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: April 01, 2019
• End date: March 31, 2021
• Field of knowledge: Biological Sciences - Microbiology - Applied Microbiology
• Principal Investigator: Sandra Regina Ceccato Antonini
• Grantee: Carina Sawaya Brianti
• Host Institution: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brazil
• Associated research grant: 18/19139-2 - Development of chitosan-based films and microspheres impregnated with plant extracts with antimicrobial properties: application in the industry and agriculture, AP.BIOEN.R

Abstract

Compostos antimicrobianos extraídos de fontes naturais tem um grande potencial no controle da contaminação bacteriana e fúngica na indústria de alimentos. São encontrados em ervas, especiarias, frutas, sementes, folhas e cascas de animais, constituindo uma opção nova, segura e ambientalmente recomendada, uma vez que podem ser utilizados resíduos como fontes de antimicrobianos. Na fermentação alcoólica para produção de etanol combustível as estratégias convencionais de controle de crescimento bacteriano envolvem a utilização de antibióticos e tratamento com ácido sulfúrico. Problemas relacionados ao aumento da resistência aos antibióticos encontrada em bactérias isoladas próximas às destilarias e mesmo o alto custo envolvido na sua aplicação, aliados à periculosidade do manuseio do ácido sulfúrico no tratamento das células entre os ciclos fermentativos, tem estimulado a procura por estratégias não-convencionais para conter a contaminação. A proposta do presente projeto é utilizar resíduos de camarão para obtenção de quitina por meio de fermentação conduzida pela bactéria Lactobacillus plantarum, seguida de desacetilação química da quitina para obter quitosana, e em seguida preparar filmes e microesferas de quitosana impregnados com extratos de cascas e sementes de frutas. Os filmes e microesferas obtidos serão caracterizados e testados contra micro-organismos contaminantes da fermentação etanólica e contra fungos fitopatógenos in vitro. Posteriormente, as microesferas serão testadas durante a fermentação etanólica em duas etapas do processo: durante o tratamento ácido das células que ocorre entre os ciclos fermentativos; e durante a fermentação propriamente dita. Quanto aos filmes, será realizado um teste com tomate para verificar a viabilidade de utilização do filme no controle de fungos causadores de podridão pós-colheita. A ideia é expandir a possibilidade de usar o conjunto quitosana + extratos vegetais para outra esfera de aplicação, na agricultura.