Preparação e caracterização de bionanocompósitos a base de proteínas e nanocristais de celulose por casting contínuo

• Processo: 16/03080-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Capparelli Mattoso
• Beneficiário: Liliane Samara Ferreira Leite
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/00278-2 - Funcionalização, caraterização e avaliação das propriedades de nanocristais de celulose e seus bionanocompósitos a base de proteínas, BE.EP.DR
• Assunto(s): Polímeros biodegradáveis Biopolímeros Proteínas Nanocristais Casting Nanocompósitos Celulose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bionanocompósitos | Biopolímeros | Casting contínuo | Embalagem comestível | Nanocristais de celulose | Proteinas | Polímeros

Resumo

A crescente preocupação ambiental sobre o descarte inapropriado de embalagens não biodegradáveis, bem como as oportunidades para criar novos mercados de matérias-primas formadoras de filmes, impulsiona o desenvolvimento de embalagens comestíveis e/ou degradáveis biologicamente. Proteínas podem ser usadas como matriz polimérica na produção de filmes de modo a produzirem embalagens comestíveis e biodegradáveis com propriedades físicas, sensoriais e nutricionais diferenciadas. No entanto, somente o uso de proteínas não é capaz de produzir filmes com propriedades mecânicas e de barreira satisfatória para uso como embalagem de alimentos. A elaboração de bionanocompósitos a partir da adição de reforços, como os nanocristais de celulose (CNC), é uma alternativa que vem sendo bastante estudada como forma de aumentar as propriedades destes filmes poliméricos. Desta forma, o presente projeto de doutorado propõe a produção, a caracterização e a otimização de novos filmes comestíveis à base de proteínas (colágeno, soja e soro do leite) e nanocristais de celulose utilizando o método casting contínuo. O objetivo principal é investigar as características morfológicas e a dispersão de nanocristais de celulose em matrizes proteicas, bem como o efeito da inclusão dos CNC nas propriedades mecânicas, térmicas e de barreira dos filmes preparados por casting contínuo. Medidas reológicas serão feitas nas soluções proteicas para delinear e otimizar as condições de processamento para obtenção dos filmes. Diversas técnicas de caracterização serão empregadas para analisar as características estruturais e morfológicas dos nanocristais de celulose e dos filmes obtidos, como espectroscopia FTIR, difração de raios X, colorimetria, espectroscopia no UV/VIS, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão. Além disso, serão avaliadas a estabilidade térmica dos bionanocompósitos, utilizando as técnicas de calorimetria diferencial exploratória e termogravimetria, como também as propriedades mecânicas e de barreiras. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LEITE, LILIANE S. F.; FERREIRA, CAIO M.; CORREA, ANA C.; MOREIRA, V, FRANCYS K.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Scaled-up production of gelatin-cellulose nanocrystal bionanocomposite films by continuous casting. Carbohydrate Polymers, v. 238, JUN 15 2020. (16/03080-3, 10/11584-5, 18/00278-2, 12/21867-0)

RAJA, SEBASTIAN; HAMOUDA, I, AHMED E.; DE TOLEDO, MARCELO A. S.; HU, CHAOLEI; BERNARDO, MARCELA P.; SCHALLA, CARMEN; LEITE, LILIANE S. F.; BUHL, EVA MIRIAM; DRESCHERS, STEPHAN; PICH, ANDRIJ; et al. Functionalized Cellulose Nanocrystals for Cellular Labeling and Bioimaging. Biomacromolecules, v. 22, n. 2, p. 454-466, FEB 2021. (15/00094-0, 17/22017-3, 16/03080-3)