Avaliação de filmes e membranas biodegradáveis contendo nanocelulose, óleos essenciais e proteínas para a segurança de alimentos e água

• Processo: 19/00657-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Acordo de Cooperação: Consórcio de Alberta, Laval, Dalhousie e Ottawa (CALDO)
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Derval dos Santos Rosa
• Beneficiário: Derval dos Santos Rosa
• Pesquisador Responsável no exterior: Sushanta Mitra
• Instituição Parceira no exterior: University of Alberta, Canadá
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/11277-7 - Filmes de PBAT com nanoestruturas de celulose tratadas com óleos essenciais encapsulados para embalagens ativas, AP.R
• Assunto(s): Nanotecnologia Biofuncionalização de nanomateriais Plásticos biodegradáveis Nanocelulose Moringa oleifera Liberação controlada de fármacos Anti-infecciosos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Applications of cellulose nanostructures | biodegradable films | Biodegradable membranes | Food packaging with antimicrobial activity | Fungicides and bactericides | Membranes with active elements delivery | Materiais Biodegradáveis

Resumo

Diante da crise ambiental provocada pelo aumento da quantidade de materiais plásticos descartados indevidamente no meio ambiente, cresce o interesse pelo desenvolvimento de novos polímeros sustentáveis e ecologicamente corretos, com baixos impactos ambientais provenientes tanto de sua produção, quanto descarte. Esse aumento na demanda por materiais verdes (sustentáveis), tem induzido as indústrias de plástico a desenvolverem polímeros a partir de fontes renováveis ou biodegradáveis. Além disso, juntamente com a preocupação ambiental, tem se destacado a necessidade de desenvolvimento de materiais funcionais ou ativos. Esses materiais reúnem inúmeros benefícios em um só produto, como atividade antimicrobiana, antioxidante, entre outras. Dentre as inúmeras possíveis abordagens para o desenvolvimento destes novos materiais e produtos, o uso da nanotecnologia tem se mostrado relevante, pois pode fornecer cargas funcionais avançadas e nanocápsulas contendo agentes ativos para polímeros, o que pode também ser útil no desenvolvimento de plásticos biodegradáveis funcionais e ativos (ou seja, produtos com diferentes funções, que apresentam também características mais sustentáveis). Considerando o nexo energia-alimento-água, a presente proposta visa estabelecer um intercâmbio de pesquisadores entre a UFABC and University of Waterloo para o desenvolvimento de filmes e membranas flexíveis de polímeros biodegradáveis funcionalizados com nanoestruturas de proteínas e nanocelulose. O objetivo nesta colaboração a ser estabelecida é desenvolver sistemas compostos por microcápsulas contendo proteínas catiônicas da planta Moringa oleifera, óleos essenciais e nanoestruturas de celulose (NCs) para proporcionar uma liberação controlada de ativos antimicrobianos em filmes e membranas poliméricas. A parceria entre os proponentes visa duas principais aplicações. Na primeira busca-se o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis de alimentos com atividade antimicrobiana, incorporando ingredientes ativos antimicrobianos em nanoestruturas de celulose (nanocristais ou nanofibrilas) e sua aplicação na matriz polimérica biodegradável. A segunda aplicação refere-se ao desenvolvimento de dispositivos para detectar, tratar e garantir água potável limpa e segura para usos diretos e indiretos. Buscando a aplicação da liberação controlada dos agentes antimicrobianos, a tecnologia que o Prof. Rosa vem desenvolvendo em seu laboratório, será aliada à experiência do Prof. Mitra na identificação de E. coli em água, tratando-os com extratos de Moringa oleifera, e possibilitando a segurança alimentar através do desenvolvimento de biossensores inovadores. Pretende-se avaliar o efeito da incorporação de nanoestruturas de celulose (CNs) com diferentes óleos essenciais e proteína catiônica de Moringa oleífera e realizar um estudo utilizando um dispositivo já desenvolvido pelo Prof. Mitra, destinado a detectar, remover e inativar as bactérias Gram-negativas nocivas Escherichia coli (do grupo coliforme fecal) de nascentes de água e alimento. Esta parceria será de imensa importância para o projeto FAPESP vigente e para ampliar os resultados a serem obtidos visando a disseminação de novas tecnologias e estímulo ao desenvolvimento de produtos finais, frutos da colaborações internacionais. As atividades de intercâmbio permitirão também o planejamento de pesquisas conjuntas, otimização de vários protocolos de testes biológicos, uso de equipamentos, organização de seminários, discussão de resultados, intercâmbio de estudantes e, assim, oportunidades para projetos de longo prazo entre os dois grupos. (AU)