Avaliação da desintegração de bioplástico elaborado com polissacarídeos da biomassa vegetal

Autor(es)

Mateus Manabu Abe

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Rio Claro. 2022-06-23.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Rio Claro
• Data de defesa: 2022-03-10
• Orientador: Michel Brienzo

Resumo

Desde 1950, a crescente demanda por resinas plásticas aumentou a produção desse material. Este aumento deve-se às diferentes aplicações destes materiais, com vantagens devido ao baixo custo, propriedades mecânicas, barreira ao vapor de água, inércia química e reduzida ou não biodegradação. Mesmo com todas as claras vantagens do uso de plásticos sintéticos, o acúmulo desse material representa uma grande variedade de problemas como surtos de proliferação de doenças, estrangulamento de animais, prejuízos à economia pesqueira, causas de anomalias de proteínas hepáticas, modificação do perfil físicoquimico e biológico do solo, além de muitos outros impactos sociais e ambientais. Portanto, o desenvolvimento de biomateriais como os bioplásticos de fontes renováveis e/ou biodegradáveis é importante para mitigar os problemas ambientais dos plásticos, pelo menos em algumas áreas de uso de plásticos sintéticos. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a adição de xilana em bioplásticos de amido para verificar a biodegradação e possíveis efeitos ecotóxicos. Os bioplásticos foram preparados com 10, 15 e 25% (m/m) de xilana, em 5% (m/v) de polissacarídeos totais incluindo amido, secos a 30 °C. O bioplástico resultou em uma matriz plástica contínua e homogênea sem rachaduras. O bioplástico foi enterrado e a desintegração ocorreu após 13 dias. O período para compostagem e desintegração no solo foi curto em comparação com plásticos de petróleo. Em geral, o bioplástico não influenciou negativamente na germinação e desenvolvimento tecidual das sementes de Cucumis sativus, com 100% de germinação das sementes. Uma influência positiva foi observada no crescimento da raiz e do hipocótilo, mas com uma inibição temporária do desenvolvimento do hipocótilo e da radícula de C. sativus exposto a lavagem do solo de 10 dias de desintegração. As propriedades ópticas e fotoprotetoras e a solubilidade em simuladores alimentares (alimentos cerosos e ácidos) de bioplásticos também foram analisadas. Além disso, empregando Análise Termogravimétrica, Análise Dinâmico-Mecânica, Análise Calorimétrica Diferencial de Varredura, Microscopia Eletrônica de Varredura, foram realizadas a resistência térmica, resistência mecânica, cristalinidade e morfologia dos bioplásticos, respectivamente. A maior resistência à tração foi com a composição 15/25% (w/w) de xilana/amido (2,99 MPa). Todas as composições de bioplásticos resultaram em materiais homogêneos e sem bolhas, e não houve diferença na transparência em 600 nm (exceto para o bioplástico com alfa-celulose e hemicelulose), porém, entre 200-400 nm do comprimento de onda da luz, os bioplásticos com maiores concentrações de xilana reduziu a transmitância, provavelmente devido à presença de lignina. O bioplástico com 25% de xilana apresentou reduzida capacidade fotoprotetora da levedura Saccharomyces cerevisiae quando exposta à luz UVC. A solubilidade aumenta em simuladores ácidos com plásticos com maior concentração de xilana (25% m/m), porém, em simuladores de alimentos gordurosos, a solubilidade do bioplástico com 25% (m/m) de xilana foi insignificante. Em geral, a adição de xilana, alfa-celulose e holocelulose reduziu a resistência 6 térmica em relação ao bioplástico à base de amido puro, assim como reduziu a cristalinidade com maiores concentrações de xilana, exceto pela adição de alfa-celulose e holocelulose (AU)

• Processo FAPESP: 19/16853-9 - Avaliação da biodegradação de filmes confeccionados com polissacarídeos da biomassa vegetal
• Beneficiário: Mateus Manabu Abe
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado