Produção de filme biodegradável dopado com potencial indicador de qualidade para alimentos

CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA

ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL IRMÃ AGOSTINA

CURSO TÉCNICO INTEGRADO AO MÉDIO EM QUÍMICA

ANDERSON FERNANDES RIBEIRO

ANDERSON SILVÉRIO JUNIOR

FRANCIELE CUSTÓDIO GONÇALVES DAS NEVES

RENAN SANTINI BARBOSA

PRODUÇÃO DE FILME BIODEGRADÁVEL DOPADO COM

POTENCIAL INDICADOR DE QUALIDADE PARA ALIMENTOS

SÃO PAULO

2014







Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado

a Escola Técnica Estadual Irmã Agostina, como

parte das exigências para a obtenção do título

de técnico em química.

Orientador (a):

Prof. Me. Klauss Engelmann

SÃO PAULO

2014

Produção de filme biodegradável dopado com potencial indicador de qualidade para alimentos / Anderson Fernandes Ribeiro... [et al.] – 2014.

79 f.: il. color. ; 30 cm

Orientador: Professor Mestre Klauss Engelmann

Trabalho de Conclusão de Curso (Técnico) – Escola Técnica de São Paulo Irmã Agostina, Curso Técnico de Química, 2014.

1. Embalagem inteligente. 2. PHB. 3. Antocianina. I. Engelmann, Klauss. II. Escola Técnica de São Paulo Irmã Agostina. Curso Técnico em Química. III. Título







Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso Técnico Integrado ao Médio

em Química, da Escola Técnica Estadual Irmã Agostina como requisito final para a

obtenção do título de Técnico em Química, sob a orientação do Prof. Me. Klauss

Engelmann.

Aprovado ( ) Reprovado ( ) pela Banca Examinadora em ____/____/______

__________________________________________________

Prof. Me. Klauss Engelmann

Escola Técnica Estadual Irmã Agostina

__________________________________________________

Prof. Dr. Alexandre de Jesus Barros


__________________________________________________

Prof.ª Márcia da Silva


Dedicamos este trabalho aos

nossos familiares e a todos os

professores que nos guiaram

nessa jornada.

IV

AGRADECIMENTOS

Agradecemos primeiramente ao nosso orientador Klauss Engelmann, que nos

presenteou com a ideia inicial desse trabalho e com sua ajuda constante.

Às nossas professoras de TCC, Elizabel Osmundo de Souza e Beatriz Maria

Gianella, que nos ensinaram o que foi necessário para elaborar este projeto.

Aos nossos demais professores por terem nos dado o conhecimento que era

preciso para chegar nesse estágio, por terem nos apoiado e cedido parte de suas

aulas e de seu tempo livre para o desenvolvimento desse trabalho. Agradecemos

em especial a Sara, Taís, Alexandre, Márcia, Jaqueline, e principalmente à Patrícia

Santos que nos ajudou muito de diversas maneiras.

Temos também de agradecer ao Klaus Axthelm e a Márcia Viana da empresa

LANXESS® que nos ajudaram com informações valiosas para o desenvolvimento

deste trabalho.

Aos nossos amigos e colegas da ETECIA, por terem nos proporcionado a

alegria de um convívio agradável e apoio em meio a tensão dessa fase de nossa

vida.

À bibliotecária Adriana, por ter nos ajudado sempre que pôde através de

sugestões de artigos ou livros e por sua amizade.

Aos nossos familiares, pela compreensão e pelo apoio, sempre presentes

quando precisamos.

Ao nosso Deus, por ter nos ajudado e nos sustentado até aqui.

A todos que de alguma maneira colaboraram para a conclusão desse

trabalho, nosso sincero muito obrigado.

V

“A mente que se abre a uma nova ideia jamais

voltará ao seu tamanho original.”

(Albert Einstein)

VI

RESUMO

A cada dia que passa observa-se que a necessidade do ser humano de

produzir mercadorias com maiores rendimentos e que agridam cada vez menos o

meio ambiente tem aumentado. Visando atender esta demanda, este trabalho

propôs o uso do pigmento natural antocianina extraído das cascas do rabanete

vermelho (Raphanus sativus) no desenvolvimento de filmes biodegradáveis para

potencial uso como embalagem inteligente, indicadora de pH e consequentemente

do frescor do alimento embalado. A extração do pigmento envolveu a utilização de

etanol acidificado como solvente extrator, havendo uma proporção de 1:3 entre a

massa de casca e o volume de solvente extrator. Os filmes foram elaborados pela

técnica de casting tendo como formulação base o polímero biodegradável poli(3-

hidroxibutirato) (PHB), poli(etilenoglicol) (PEG) de massas molares 90, 400 e 6000 e

etanol, e incorporados com duas concentrações de antocianinas: 0,005 g e 0,01 g/g

de filme formado. Os filmes foram avaliados quanto as suas propriedades

morfológicas (difração de raios-X e microscopia óptica), físico-químicas (razão de

intumescimento) e análise de mudança de cor.

Após a caracterização, a atividade indicadora de pH foi testada com peixe cru

embalado em recipientes de vidro tampados com o filme. Os recipientes foram

acondicionados em temperatura ambiente. A avaliação da atividade indicadora de

pH foi realizada por meio da análise de mudança de cor do filme relacionada com o

pH do peixe.

Os resultados obtidos foram promissores, uma vez que os filmes avaliados

mostraram-se bons indicadores de pH, mesmo com índices visuais mínimos. No

entanto, é necessário o desenvolvimento de uma metodologia que vise a retirada ou

diminuição dos carboidratos provenientes das antocianinas, que potencialmente

aumentam a degradação do filme de maneira indesejada. Além disso, é importante a

realização de testes futuros com uma concentração de antocianinas muito maior, do

qual acentue os testes visuais, além de aumentar a resistência do filme à

degradação fotoquímica.

Palavras-chave: embalagem inteligente, filme biodegradável, indicador de pH,

antocianina

VII

ABSTRACT

With each passing day, it is observed that the human need to produce goods

with higher incomes and fewer damage in the environment has increased. Aiming at

answer this demand, this CBT proposed the use of natural pigment anthocyanin

extracted from the crust of radish (Raphanus sativus) in the development of

biodegradable films for potential use as smart packaging, and pH indicator and

therefore the freshness of packaged food. The extraction of the pigment involved the

use of acidified ethanol as extracting solvent, with a proportion of 1:3 between the

mass of the crust and the volume of extracting solvent. The films were prepared by

casting technique formulation based on biodegradable poly-3-hydroxybutyrate (PHB),

poly (ethylene glycol) (PEG) of molecular weight 90, 400 and 6000 and ethanol, and

embedded with two concentrations of anthocyanins: 0,005 and 0,01 g/g of film

formed. The films were evaluated for their morphological (X-ray diffraction and optical

microscopy), physicochemical properties and analysis of color change.

After the characterization, the indicator activity pH was tested with raw fish

packed in glass vials capped with the film. The containers were stored at room

temperature. The evaluation of the pH indicator activity was performed by analyzing

color change related to the pH of the fish film.

The results were promising, since the films was evaluated showed good

indicators of pH, even with minimum visual index. However, it is necessary to

develop a methodology that aims at the removal or reduction of carbohydrates

derived from anthocyanins, which potentially increases degradation of the film

undesired manner. Furthermore, it is important to conduct future tests with a much

higher concentration of anthocyanins, which accentuate the visual tests, and

increasing the time to occur photochemical degradation of the film.

Key words: intelligent packaging, biodegradable film, pH indicator, anthocyanin

VIII

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 3.1. Tipos de cadeias poliméricas (Adaptado de BANEGAS, 2008) .... 19

Figura 3.2. Fontes naturais dos polímeros biodegradáveis usados em filmes

para embalagens e materiais compósitos (Adaptado de THARANATHAN, 2003) .... 23

Figura 3.3. Ciclo do carbono de polímeros biodegradáveis (THARANATHAN,

2003) ......................................................................................................................... 24

Figura 3.4. Fórmula geral dos Polihidroxialcanoatos (Adaptado de BUCCI,

2003) ......................................................................................................................... 24

Figura 3.5. Fórmula estrutural do (a) ácido 3-hidroxibutírico e (b) PHB

[Poli(ácido 3-hidroxibutírico)] (Adaptado de BUCCI, 2003) ....................................... 25

Figura 3.6. Sistema de elaboração de filmes por meio de casting com controle

de temperatura (BIANCHI, 2002) .............................................................................. 29

Figura 3.7. Estrutura química das antocianinas (Adaptado de STRINGHETA;

BOBBIO, 2000) ......................................................................................................... 31

Figura 3.8. Possíveis mudanças estruturais das antocianinas de acordo com o

pH (TERCI; ROSSI, 2002) ........................................................................................ 34

Figura 3.9. Aparência comum dos rabanetes (MELO et al., s.d.) ................... 36

Figura 3.10. Lei de Berr-Lambert (Adaptado de HIEFTJE, 2013) ................... 38

Figura 4.1. Filtragem do extrato alcoólico de rabanete ................................... 46

Figura 4.2. Purificação das antocianinas em coluna cromatográfica Lewatit

S 6368 Sulfate ........................................................................................................... 47

Figura 4.3. Secagem do extrato antociânico em evaporador rotativo ............. 47

Figura 4.4. Aspecto do extrato seco de antocianinas ..................................... 48

Figura 4.5. Aspecto visual das soluções de antocianinas em (a) pH 1,0 e (b)

pH 4,2 ........................................................................................................................ 49

Figura 4.6. Solução 100 g L-1 de PHB em refluxo ........................................... 50

Figura 4.7. Casting das soluções filmogênicas de PHB (a) com graxa de

silicone e (b) sem graxa de silicone .......................................................................... 51

IX

Figura 4.8. Aspecto visual da solução filmogênica antociânica ...................... 52

Figura 4.9. Sistema de casting em dessecador a vácuo................................. 53

Figura 5.1. Molécula de glicose (SOUZA; NEVES, 2014) ............................... 55

Figura 5.2. Reação de redução dos íons Cu2+ à Cu+ com formação de

precipitado (Adaptado de SOUZA; NEVES, 2014) .................................................... 56

Figura 5.3. Características espectrais de antocianinas de rabanete (Raphanus

sativus) em soluções tampão pH 1,0 e pH 4,2 .......................................................... 57

Figura 5.4. Estrutura do cátion flavilium - forma predominante de antocianina

em pH 1,0 .................................................................................................................. 58

Figura 5.5. Estrutura da pseudobase incolor ou carbinol – forma predominante

de antocianina em pH 4,2 ......................................................................................... 58

Figura 5.6. Características espectrais de antocianinas de rabanete purificadas

(derivados acilados de pelargonidina-3-soforosídio-5-glicosídeo) em soluções

tampão de pH 1,0 e 4,5 (LEIDENS, 2011) ................................................................ 59

Figura 5.7. Filme biodegradável elaborado por casting à base de PHB e

antocianinas .............................................................................................................. 60

Figura 5.8. Microestrutura visual do filme PHB/PEG em microscópio óptico

binocular Bioval modelo L 1000 T com aumento de 40 vezes (foto de William

Marinho Paulo de Alencar) ........................................................................................ 62

Figura 5.9. Microestrutura visual do filme PHB/PEG com antocianinas em

microscópio óptico binocular Bioval modelo L 1000 T com aumento de 40 vezes (foto

de William Marinho Paulo de Alencar) ...................................................................... 63

Figura 5.10. Razão de Intumescimento versus tempo para filmes de PHB/PEG

e PHB/PEG dopado com antocianinas ...................................................................... 64

Figura 5.11. Difratogramas dos filmes elaborados por casting, com e sem

dopamento ................................................................................................................ 65

Figura 5.12. Porção de peixe cru embalada com o filme inteligente ............... 66

Figura 5.13. Aspecto visual dos filmes em seu estado pré-deterioração

(Estado inicial) e pós-deterioração (Estado final) do peixe ....................................... 67

X

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1. Estruturas, nomes e fontes na natureza das principais

antocianinas (Adaptado de LOPES et al., 2007). ...................................................... 32

Tabela 3.2. Características de absorção de alguns cromóforos orgânicos

comuns (Adaptado de HIEFTJE, 2013) ..................................................................... 40

Tabela 3.3. Absorção de compostos orgânicos contendo heteroátomos

insaturados (Adaptado de HIEFTJE, 2013) ............................................................... 41

Tabela 4.1. Reagentes e solventes utilizados nos experimentos ................... 44

XI

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABRE Associação Brasileira de Embalagens

ASTM American Society for Testing of Materials

DMA Dimetilamina

DNA Ácido desoxirribonucleico

HPLC High Performance Liquid Chromatography

IPEN Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

ISO International Organization for Standardization

IV Infravermelho

mmHg Milímetros de Mercúrio

PA Poliamida

PE Polietileno

PEG Poli(etilenoglicol)

PET Poli(etileno tereftalato)

pH Potencial hidrogeniônico

PHA Polihidroxialcanoato

PHB Poli(3-hidroxibutirato)

PLA Poli(ácido lático)

PNRS Política Nacional de Resíduos Sólidos

PP Polipropileno

PS Poliestireno

PVC Policloreto de Vinila

RI Razão de Intumescimento

RI Razão intumescimento

RNA Ácido ribonucleico

XII

t/ano Toneladas por ano

TMA Trimetilamina

TVB-N Total Volatile Basic Nitrogen

USP Universidade de São Paulo

UV Ultravioleta

v/v Volume/Volume

Vis Visível

nm Nanômetro

SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS ..................................................................................... IV

RESUMO ........................................................................................................ VI

ABSTRACT ................................................................................................... VII

LISTA DE ILUSTRAÇÕES ........................................................................... VIII

LISTA DE TABELAS....................................................................................... X

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ........................................................ XI

1. INTRODUÇÃO ...................................................................................... 15

2. OBJETIVOS .......................................................................................... 18

2.1 OBJETIVO GERAL............................................................................. 18

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................. 18

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................. 19

3.1 EMBALAGENS PLÁSTICAS .............................................................. 19

3.2 EMBALAGENS BIODEGRADÁVEIS .................................................. 21

Poli(3-hidroxibutirato) ................................................................... 24

3.3 EMBALAGENS INTELIGENTES ........................................................ 25

3.4 ELABORAÇÃO DE FILMES ............................................................... 28

3.5 ANTOCIANINAS ................................................................................ 29

Influência do pH ........................................................................... 32

Estabilidade da cor ....................................................................... 34

Extração ....................................................................................... 35

3.6 RABANETE (Raphanus sativus) ........................................................ 36

3.7 ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR .............. 37

Absorção de Compostos Orgânicos ............................................. 38

Instrumentos para a Espectroscopia Óptica ................................. 41

3.8 DIFRAÇÃO DE RAIOS X ................................................................... 41

4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................... 44

4.1 MATERIAIS ........................................................................................ 44

Reagentes .................................................................................... 44

4.2 MÉTODOS ......................................................................................... 44

Preparação da matéria-prima para extração de antocianinas ...... 44

Extração de antocianinas do rabanete (Raphanus sativus) ......... 45

Purificação das antocianinas ........................................................ 46

Secagem e conservação do extrato antociânico .......................... 47

Análise espectral de antocianinas ................................................ 48

Preparo das soluções filmogênicas de PHB ................................. 49

Elaboração dos filmes .................................................................. 50

Incorporação de antocianinas nos filmes ..................................... 51

Caracterização dos filmes ............................................................ 53

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................ 55

5.1 PURIFICAÇÃO DAS ANTOCIANINAS ............................................... 55

5.2 ANÁLISE ESPECTRAL DE ANTOCIANINAS .................................... 56

5.3 ELABORAÇÃO DOS FILMES ............................................................ 59

5.4 CARACTERIZAÇÃO DOS FILMES .................................................... 60

Microscopia Óptica ....................................................................... 61

Razão de Intumescimento ............................................................ 63

Difração de raios X ....................................................................... 65

Avaliação da atividade do filme com a mudança de pH ............... 66

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................. 68

BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 69

15

1. INTRODUÇÃO

Desde os primórdios da existência humana, o homem tem retirado da

natureza os elementos essenciais à sua existência, bem como inúmeros outros

produtos para seu conforto e melhoria de sua qualidade de vida. Do início do século

passado aos dias atuais, o uso de polímeros tem se tornado cada vez mais

frequente na sociedade (ROSA et al., 2002). Atualmente, sua produção é estimada

na ordem de 150.000.000 t/ano (SHANG et al., 2012), e possuem um papel

importantíssimo na sociedade moderna, estando presente em praticamente todos os

setores da economia como: medicina, agricultura, construção civil, embalagens e

eletroeletrônicos (COELHO; ALMEIDA; VINHAS, 2008; PRADELLA, 2006). Em

particular destaca-se a indústria de embalagens que consome cerca de 30% dos

termoplásticos no mercado nacional (ABIPLAST, 2012; MALMONGE; BELEM, 2007;

SIRACUSA et al., 2008). Isso se dá principalmente devido às vantagens desse tipo

de material em relação a outros materiais tradicionais, como vidro, papel e madeira,

por exemplo (KOLYBABA et al., 2003).

Mesmo que vantajosos, estes materiais dependem inteiramente do petróleo,

um recurso fóssil não renovável, além de não serem biodegradáveis, gerando assim

resíduos sólidos que levam a sérios problemas ambientais (KOLYBABA et al., 2003;

SIRACUSA et al., 2008). Estes problemas acompanham a principal propriedade dos

polímeros: a durabilidade. Tais fatores acarretam a enorme quantidade de lixo

produzido nas comunidades sociais, principalmente nos grandes centros urbanos

(ROSA et al., 2002).

Neste contexto, o emergente conceito de desenvolvimento sustentável tem

mostrado que os filmes biodegradáveis são uma perspectiva interessante como

alternativa aos polímeros petroquímicos, uma vez que são gerados a partir de

recursos renováveis e podem aumentar a renda no setor agrícola (MOTTIN, 2011;

SOUZA; DITCHFIELD; TADINI, 2010). Para aplicações específicas, como

embalagens de alimentos, a sua utilização é realmente promissora (BUCCI, 2003;

SIRACUSA et al., 2008; THARANATHAN, 2003).

Os polímeros biodegradáveis de fonte microbiana, como o PHB [poli(3-

hidroxiburitato)], são bastante promissores, pois além de seu caráter biodegradável

16

e renovável (CALLISTER, 2002), têm baixo custo, cerca de 5 dólares um

quilograma, e são amplamente disponíveis em nível nacional (ROSA; FRANCO;

CALIL, 2001; VEIGA-SANTOS; DITCHFIELD; TADINI, 2011).

No entanto, filmes elaborados com este tipo de material apresentam-se

quebradiços e pouco resistentes, sendo necessária a incorporação de aditivos às

matrizes poliméricas. Aditivos naturais tais como o amido, a celulose, a lignina, entre

outros, são usados em formulações de plásticos convencionais (DOANE;

SWANSON; FANTA, 1992; ROSA; FRANCO; CALIL, 2001; VOLOVA, 2004).

Porém, pensando nas necessidades da indústria para este segmento, na qual

considera economicamente inviável o uso de biopolímeros, surge a necessidade de

desenvolver misturas poliméricas biodegradáveis que consistam numa mistura física

de dois ou mais materiais poliméricos ou copolímeros que não são ligados por

ligações covalentes (CALLISTER, 2002; REUSCH, 2013; ROSA; FRANCO; CALIL,

2001).

Deste modo, visando melhorar as propriedades térmicas e mecânicas dos

filmes biodegradáveis, a produção de blendas de PHB/PEG foi proposta neste

estudo, uma vez que preservar a característica biodegradável do filme final é um dos

pilares deste projeto, e o PEG por ter uma natureza hidrofílica, aumenta a

biodegradação do PHB (QUENTAL et al., 2010).

Visando atender às necessidades de um mercado consumidor cada vez mais

exigente e especificamente preocupado com a qualidade e inocuidade dos produtos

alimentícios, surgem as embalagens inteligentes (SOUZA; DITCHFIELD; TADINI,

2010; VASCONCELOS, 2013), que além de proteger, indicam uma característica

específica do alimento embalado para o consumidor e/ou fabricante, trazendo

vantagens em relação às embalagens convencionais (SOUZA; DITCHFIELD;

TADINI, 2010; VEIGA-SANTOS; DITCHFIELD; TADINI, 2011).

O reconhecimento dos benefícios das tecnologias de embalagens inteligentes

e ativas pela indústria de alimentos, o desenvolvimento de embalagens

economicamente viáveis e a aceitação do consumidor exigem incentivar a pesquisa

para sua implantação comercial (ARENAS, 2012). Porém, as embalagens

conhecidas são, em geral, produzidas com material proveniente do petróleo

(ARVANITOYANNIS; BILLIADERIS, 1999).

17

Entre os diferentes tipos de embalagens inteligentes, encontram-se as

indicadoras de pH, que indicam uma relação entre o produto embalado e seu pH,

através de sensores químicos ou fisicamente associados à embalagem (ARENAS,

2012).

Os estudos sobre estes tipos de embalagens estão em sua fase inicial e a

grande maioria estão patenteados (ARENAS, 2012; DITCHFIELD; TADINI, 2009;

PONCE, 2008). Entretanto, raras são as patentes que abordam o uso de sensores

químicos nas embalagens inteligentes provenientes de fonte natural, como o

pigmento flavonóico antocianina; desta forma, outra proposta neste estudo, é o uso

deste pigmento.

Aliado a este fato, pesquisas na literatura indicam que poucos são os estudos

que abordam as antocianinas do legume rabanete (Raphanus sativus), e muito

menos o teor de pigmento e métodos de quantificação. Com base nisso, uma das

abordagens deste trabalho será a avaliação destas questões neste legume.

18

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Produção de um filme plástico biodegradável para aplicação como uma

embalagem inteligente para produtos alimentícios, indicadora da qualidade de

consumo e sua validade, utilizando um biopolímero dopado com o pigmento natural

antocianina.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Realizar a extração de antocianinas e determinar o método ideal de

conservação do extrato;

Determinar o melhor método de quantificação do teor de antocianinas

extraídas, considerando os fatores de infraestrutura e tempo disponível, além de

fatores econômicos, por exemplo;

Produzir um filme biopolimérico utilizando o método de casting;

Analisar as formas de reforço plausíveis para o biopolímero;

Analisar a interação da antocianina com o biopolímero, e avaliar a

influência na ação como agente plastificante e/ou de melhoramento, além do uso de

agentes plastificantes;

Avaliar a atividade sensorial de coloração no filme, comparando

diferentes concentrações de dopagem.

19

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 EMBALAGENS PLÁSTICAS

Os materiais poliméricos são sólidos, não-metálicos de alto peso molecular

compostos de repetidas macromoléculas com diferentes características dependendo

de sua composição (CALLISTER, 2002; SHENOY, 1999). Cada macromolécula que

compõe um material polimérico é conhecida por uma unidade chamada monômero,

enquanto moléculas gigantes que apresentam repetidas unidades, formando cadeias

longas, são conhecidas como polímeros, palavra derivada do grego (poli – muitos e

meros – partes) (ATKINS; JONES, 2006; CANEVAROLO, 2006; KOLYBABA et al.,

2003). Estas macromoléculas estão presentes no cotidiano de cada ser vivo, como

as cadeias de DNA e RNA (BANEGAS, 2008).

Estas substâncias podem ser classificadas como homopolímeros (formados

pela mesma unidade de repetição) e copolímeros (com duas ou mais unidades

diferentes). São descritas basicamente três formas de organização da estrutura

molecular: linear, ramificada ou em rede (formando ligações cruzadas) conforme é

possível observar na Figura 3.1 (BANEGAS, 2008; WILLIAMS; WOOL, 2000).

Figura 3.1. Tipos de cadeias poliméricas (Adaptado de BANEGAS, 2008)

Além disso, estas moléculas também podem ser classificadas de acordo com

sua origem, em naturais ou sintéticas (PACHEKOSKI, 2010).

Uma variedade de materiais (renováveis e não-renováveis) são empregados

como fonte de matéria-prima para materiais poliméricos modernos. Os plásticos são

um exemplo claro disso, dos quais os que são formados a partir de matérias-primas

não-renováveis são geralmente de origem fóssil, tendo formato de um compósito em

que a matriz polimérica apresenta uma fase dominante com uma base praticamente

20

impenetrável, em torno de materiais de enchimento como fibras de vidro ou de

carbono (WILLIAMS; WOOL, 2000).

Cerca de 30% dos plásticos de fontes não-renováveis, como o petróleo, são

utilizados como embalagens (ABIPLAST, 2012; SIRACUSA et al., 2008), sendo os

mais utilizados o polietileno tereftalato (PET), policloreto de vinila (PVC), polietileno

(PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS) e poliamida (PA). Isto, porque tais

materiais apresentam características úteis como maleabilidade, leveza,

transparência, facilidade de impressão, boa selagem térmica, resistência a tração e

barreira ao oxigênio (ABIPLAST, 2012; SIRACUSA et al., 2008; SOUZA et al., 2010).

Porém, esses plásticos convencionais são resistentes à biodegradação

(KOLYBABA et al., 2003; ROSA et al., 2002) gerando um sério problema de poluição

ambiental (ARVANITOYANNIS; BILIADERIS, 1999; KOLYBABA et al., 2008;

SIRACUSA et al., 2008; THARANATHAN, 2003), uma vez que a matéria-prima

utilizada é considerada inerte ao ataque imediato de micro-organismos (CASARIN,

2013; HEMJINDA, 2007). Além disso, quando utilizados como embalagens, sua vida

útil é muito curta e, após o seu descarte, podem demorar até 100 anos ou mais, para

a decomposição total (ROSA; FRANCO; CALIL, 2001; SIRACUSA et al., 2008;

SOUZA, DITCHFIELD; TADINI, 2010).

A cidade de São Paulo gera mais de 16 mil toneladas por dia de resíduos

sólidos, dos quais mais de 700 toneladas são constituídas por embalagens plásticas

(JACOBI; BESEN, 2011). Uma das formas utilizadas no Brasil para o descarte de

resíduos é a adoção generalizada de lixões, os quais consistem de lançamento de

resíduos ao solo, a céu aberto (MALMONGE; BELEM, 2007), o que pode causar

danos ao meio ambiente e problemas de saúde pública (ROSA et al., 2003). A

Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS, criada pela Lei n° 12.305, de 02 de

agosto de 2010, criou o Plano Nacional de Resíduos Sólidos, que regulamenta as

formas ideias de descarte de resíduos sólidos, procurando erradicar os problemas

decorrentes da adoção de lixões para descarte (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE,

2010).

A produção brasileira anual de polímeros sintéticos é de aproximadamente

2,2 milhões de toneladas, das quais 37,64 % destinam-se à indústria de

embalagens, representando uma produção estimada de R$ 13,8 bilhões (ABRE,

2009). Dentre as embalagens, 50% se destinam ao setor alimentício (BUCCI, 2003).

21

O processo de reciclagem de embalagens plásticas muitas vezes se torna

inviável economicamente, uma vez que o emprego de resinas e aditivos

plastificantes específicos, para diferentes aplicações esperadas, torna o processo

caro, além do fato de que o material não pode ser reciclado inúmeras vezes

(SPINACÉ; PAOLI, 2005).

3.2 EMBALAGENS BIODEGRADÁVEIS

A American Society for Testing of Materials (ASTM, 2011) e a International

Organization for Standardization (ISO,2005) definem plásticos degradáveis como

aqueles que sofrem uma mudança significativa na estrutura química sob condições

ambientais específicas. Estas alterações resultam em uma perda das propriedades

físicas e mecânicas, medidas por meio de métodos padronizados.

Nos plásticos biodegradáveis ocorre um processo intrínseco, pelo qual micro-

organismos e suas enzimas consomem este polímero como fonte de nutrientes, em

condições normais de umidade, temperatura e pressão (KOLLER et al., 2012).

Entende-se por biodegradação como um processo natural onde compostos

orgânicos, pelo intermédio de mecanismos bioquímicos, são convertidos em

compostos mineralizados simples e, então, redistribuídos no meio ambiente, através

de ciclos elementares, tal como o do carbono, nitrogênio e enxofre (BLAZEK, 2012;

BUCCI, 2003; MOTTIN, 2011; ROSA et al., 2003).

O processo de biodegradação depende de diversos fatores, como a atividade

microbiana no ambiente, temperatura, pH, peso molecular e cristalinidade do

polímero (KOLLER et al., 2012).

As embalagens feitas de materiais biodegradáveis representam uma boa

alternativa para a diminuição da poluição ambiental causada pelas embalagens

plásticas convencionais derivadas do petróleo (ARVANITOYANNIS; BILIADERIS,

1999; SIRACUSA et al., 2008; THARANATHAN, 2003).

Essa problemática ambiental dos polímeros sintéticos tem incentivado

pesquisas no mundo inteiro (Itália, Irlanda, França, Grécia, Brasil, E.U.A) e indústrias

do ramo no sentido de incrementar ou desenvolver materiais poliméricos

biodegradáveis, especialmente, aqueles baseados em produtos de origem biológica,

22

visando desenvolver embalagens que sejam benéficas tanto para o usuário quanto

para o meio-ambiente (SIRACUSA et al., 2008).

Entre as vantagens da utilização de embalagens biodegradáveis quando

comparadas ás não-biodegradáveis, destacam-se: o processo de fabricação

envolvendo somente a utilização de substâncias atóxicas; a utilização de matérias-

primas proveniente de fontes renováveis; alta biodegradabilidade e, adicionalmente,

a biomassa resultante da biodegradação da embalagem que pode agir como

fertilizante (THARANATHAN, 2003).

Polímeros biodegradáveis provenientes de fontes agrícolas têm a capacidade

de misturar-se e/ou processar-se com polímeros de outras fontes para resultar no

material desejado. A sua funcionalidade pode ser melhorada usando-o em

combinação com outras matérias-primas, tais como plastificantes e aditivos

(BLAZEK, 2012; ROSA; FRANCO; CALIL, 2001; THARANATHAN, 2003; VOLOVA,

2004).

O desempenho esperado dos materiais poliméricos biodegradáveis utilizados

na embalagem de alimentos é que além de contê-los, os proteja do ambiente e

mantenha a sua qualidade (ABRE, 2009; ARVANITOYANNIS; BILIADERIS 1999).

O polímero biodegradável natural é derivado de quatro fontes principais:

animal (colágeno/gelatina), frutos do mar (quitina/quitosana), microbiana (ácido

polilático ou PLA e polihidroxialcanoatos ou PHA) e origem agrícola (lipídios e

hidrocolóides, proteínas e polissacarídeos) (KOLYBABA et al., 2008;

THARANATHAN, 2003), como mostrado na Figura 3.2.

23

Figura 3.2. Fontes naturais dos polímeros biodegradáveis usados em filmes para embalagens e

materiais compósitos (Adaptado de THARANATHAN, 2003)

No final do seu período útil, materiais poliméricos biodegradáveis geralmente

são enviados para aterros sanitários ou sistemas de compostagem (KOLYBABA et

al., 2008). O atributo de compostagem é muito importante para esses materiais

porque, enquanto a reciclagem é energicamente custosa, a compostagem permite a

eliminação das embalagens no solo, contrário aos plásticos provenientes da

indústria petroquímica (ARENAS, 2012).

Micro-organismos são capazes de consumir esses materiais em sua

totalidade entre 6 e 12 meses gerando, por meio de hidrólise, apenas H2O, CO2 ou

CH4 e biomassa, sem resíduos tóxicos (KOLLER et al., 2012; KOLYBABA et al.,

2008; SIRACUSA et al., 2008).

A velocidade de biodegradação depende da temperatura, umidade, número e

tipo de micro-organismo (aeróbio e anaeróbio). O objetivo dos polímeros

biodegradáveis é imitar o ciclo de vida da biomassa, que inclui a conservação dos

recursos fósseis, água e produção de CO2 (THARANATHAN. 2003). O ciclo do

carbono com a degradação do polímero biodegradável é mostrado na Figura 3.3.

24

Figura 3.3. Ciclo do carbono de polímeros biodegradáveis (THARANATHAN, 2003)

Poli(3-hidroxibutirato)

O Poli(3-hidroxibutirato), conhecido pela sigla PHB, é um composto da classe

dos biopolímeros de origem microbiana, denominada polihidroxialcanoatos, que são

poliésteres alifáticos, também denominados bioplásticos (KOLLER et al., 2012;

PRADELLA, 2006). Por ser de origem microbiana, estes compostos servem a muitas

bactérias como uma reserva de energia (e carbono) intracelular, e pode ser

consumido por enzimas para obtenção de energia quando necessário (COUTINHO

et al., 2004), sendo uma das principais características de biodegradação.

Os membros desta família de termoplásticos, os biopolímeros, os quais têm

uma estrutura geral conforme a Figura 3.4, podem apresentar uma variação em suas

propriedades materiais, dependendo do grupo alquila R ligado à cadeia, e da

composição do polímero (BUCCI, 2003).

O

OH O

R

H

n

Figura 3.4. Fórmula geral dos Polihidroxialcanoatos (Adaptado de BUCCI, 2003)

O polímero com o grupo CH3 na posição R é o ácido 3-hidroxibutírico,

comumente poli(hidroxibutirato), e possui peso molecular relativamente alto

25

(BLAZEK, 2012; VOLOVA, 2004). Foi descoberto inicialmente pelo microbiologista

francês Maurice Lemoigne, em 1925, ao observar grãos insolúveis inclusos no fluído

citoplasmático de cultura de Bacillus megaterium, comuns em lipídios, e assim

constatou um poliéster tendo uma fórmula empírica (C4H6O2)n (BUCCI, 2003;

MOTTIN, 2011), conforme a Figura 3.4.

As fórmulas estruturais do monômero ácido 3-hidroxibutírico e do polímero

PHB são ilustradas na Figura 3.5.

(a)

O

O

CH3

n

O

OHOH

CH3

(b)

Figura 3.5. Fórmula estrutural do (a) ácido 3-hidroxibutírico e (b) PHB [Poli(ácido 3-hidroxibutírico)]

(Adaptado de BUCCI, 2003)

Porém, sua rigidez e baixa resistência ao impacto tem dificultado muito sua

utilização. Entretanto, os copolímeros de PHB possuem melhores propriedades

mecânicas (BLAZEK, 2012; CASARIN et al., 2013; ROSA; FRANCO; CALIL, 2001).

3.3 EMBALAGENS INTELIGENTES

A função primária de toda embalagem é proteger o conteúdo de alimentos

contra danos físicos, ganho ou perda de umidade, oxidação e deterioração biológica.

A função secundária é a de facilitar a distribuição do produto para o consumidor.

Além disso, também favorece o marketing eficaz dos alimentos através de canais de

distribuição e venda (ABRE, 2009).

“É a embalagem que deve transmitir, em apenas 3 segundos, a qualidade do

produto, os seus diferenciais e cativar o consumidor para pegá-lo em sua mão e

colocá-lo em seu carrinho de compras” (ABRE, 2009).

Tendo em mente a ideia de expressar a qualidade do produto, surgem as

embalagens ativas e as inteligentes. Embalagens ativas interagem com o alimento

ou modificam a atmosfera interna a qual o produto está exposto ajudando na sua

preservação (DOBRUCKA; CIERPISZEWSKI, 2014; VASCONCELOS, 2013).

26

Embalagens inteligentes são aquelas que, além de proteger, reagem de

alguma forma ás mudanças em algumas das propriedades do alimento embalado,

ou do ambiente no qual está exposto (DOBRUCKA; CIERPISZEWSKI, 2014;

SUGIMOTO, 2008), em virtude da incorporação de indicadores ou sensores que

produzem um sinal como resposta a qualquer alteração das condições iniciais da

embalagem, dando informações ao fabricante e ao consumidor sobre o estado

dessas propriedades e, portanto, de qualidade dos alimentos embalados

(VASCONCELOS, 2013).

Assim, embalagens inteligentes fazem mais do que apenas proteger o

produto, identificando e evidenciando em tempo real suas mudanças (AZEREDO;

FARIA; AZEREDO, 2000; ROBERTSON, 2006). Embora diferente do conceito de

embalagens ativas, características de embalagens inteligentes podem ser utilizadas

para verificar a eficácia e a integridade dos sistemas de embalagens ativas (SOUZA;

DITCHFIELD; TADINI, 2010).

Arenas (2012) afirma que

Fatores essenciais para a aplicação de embalagens inteligentes são: o custo, a robustez e a compatibilidade com os diferentes materiais de embalagem. Para estes sistemas de embalagem ser práticos, eles devem ser fáceis de usar, eficazes e ter bom custo-benefício.

A data de validade dos alimentos é estimada pelas indústrias considerando

condições de distribuição e armazenamento (especialmente temperatura) para a

qual o produto alimentar está previsto ser submetido (INSTITUTO BRASILEIRO DE

DEFESA DO CONSUMIDOR, 201?).

Os indicadores ou sensores nas embalagens permitem aos consumidores

terem confiança no produto a ser comprado. Além disso, empresas podem verificar e

abordar os pontos negativos na cadeia de abastecimento de seus produtos, havendo

a possibilidade de redução dos mesmos (DOBRUCKA; CIERPISZEWSKI, 2014).

Microporos e defeitos de vedação em sistemas de embalagem podem levar

produtos alimentares para uma inesperada exposição alta ao oxigênio, o que pode

resultar em indesejáveis mudanças, principalmente a multiplicação de micro-

organismos durante o armazenamento dos alimentos (ARENAS, 2012; DOBRUCKA;

CIERPISZEWSKI, 2014).

27

Os indicadores de frescor monitoram a qualidade dos alimentos embalados e

reagem a mudanças que ocorrem no produto devido ao crescimento microbiológico

(ARENAS, 2012).

Conforme relatado por Smolander (2008) sobre os indicadores de frescor para

embalagens de alimentos, um pré-requisito crucial para o sucesso no

desenvolvimento deste tipo de indicadores é o conhecimento dos metabólitos

indicadores de qualidade, que podem ser compostos voláteis, por exemplo, produtos

voláteis de origem microbiana, tais como dióxido de carbono, compostos

nitrogenados, aminas biogênicas, toxinas, bem como bactérias patogênicas em si.

Os estudos que envolvem embalagens inteligentes, na sua grande maioria, já

estão patenteados. Muitas pesquisas têm sido empreendidas em uma ampla gama

de disciplinas, sendo que a grande maioria de embalagens inteligentes indicadoras

de frescor de alimentos utiliza corantes químicos sintéticos e está relacionada à

aplicação em polímeros derivados do petróleo (SOUZA; DITCHFIELD; TADINI,

2010; VEIGA-SANTOS; DITCHFIELD; TADINI, 2011).

Arenas (2012) desenvolveu uma embalagem inteligente à base da fécula da

mandioca, formando um filme compósito de amido/argila, e integrou o pigmento

antocianina em sua estrutura, e avaliou a aplicação deste para o mercado de peixes

e produtos cárneos. Este é um dos poucos trabalhos encontrados na literatura que

empregam o pigmento natural antocianina como sensor químico para embalagens

inteligentes.

Entre os indicadores visuais, encontram-se os indicadores de pH, também

chamados indicadores ácido-base, os quais são substâncias orgânicas fracamente

ácidas ou fracamente alcalinas que apresentam cores diferentes para suas formas

protonadas e desprotonadas. Quando adicionados a uma solução, os indicadores de

pH ligam-se aos íons H3O+ ou OH-. A ligação a estes íons provoca uma alteração da

configuração eletrônica destes indicadores e, consequentemente, altera-lhes a cor.

Estes corantes são dotados de propriedades halocrômicas, que é a capacidade de

mudar de coloração em função do pH do meio (FAULKNER, 2006; VOGEL, 1979).

Devido à deterioração dos alimentos geralmente estar acompanhada por uma

mudança do pH e, a inviabilidade do consumidor detectar e conhecer qual o pH

adequado de um alimento, um sistema de embalagem que muda de cor com a

28

alteração do pH do alimento embalado poderia permitir ao consumidor avaliar seu

frescor e qualidade, sem a necessidade de abrir a embalagem, no próprio local de

compra (VEIGA-SANTOS; DITCHFIELD; TADINI, 2011).

Assim, a pesquisa de embalagens indicadoras de pH é muito promissora,

porém está em seus estágios iniciais, especialmente no que se diz respeito aos

filmes poliméricos biodegradáveis (SOUZA; DITCHFIELD; TADINI, 2010; VEIGA-

SANTOS; DITCHFIELD; TADINI, 2011).

3.4 ELABORAÇÃO DE FILMES

Dentre os processos plausíveis de elaboração de filmes em laboratório,

destaca-se o método de casting. Neste método, também nomeado como método de

deposição por espalhamento de solução (BIANCHI, 2002), a solução contendo a

molécula fotoativa é espalhada sobre substratos com o auxílio de uma pipeta e em

seguida, o solvente é eliminado por evaporação (com o aumento ou não da

temperatura), resultando na formação de uma película (filme) do material desejado

(ARENAS, 2012). Embora simples de ser realizada, a qualidade dos filmes depende,

fortemente, de parâmetros como a temperatura, a taxa de aquecimento, a

concentração da solução e o solvente utilizado. A vantagem deste método é a

obtenção de filmes uniformes de variadas espessuras (BIANCHI, 2002; HUERTA,

200-). A Figura 3.6 mostra um sistema de elaboração de filmes por meio de casting

com controle de temperatura.

29

Figura 3.6. Sistema de elaboração de filmes por meio de casting com controle de temperatura

(BIANCHI, 2002)

Neste sistema, os substratos são colocados sobre uma chapa aquecedora, ou

em uma estufa, onde também está acoplado um controlador de temperatura. A

solução do polímero é derramada sobre as lâminas de vidro que, posteriormente,

são lentamente aquecidas até uma temperatura próxima à temperatura de ebulição

do solvente, onde permanecem até ficarem totalmente secos (BIANCHI, 2002). Este

método é especialmente recomendado para laboratórios que não dispõem de muitos

aparatos ou equipamentos mais desenvolvidos para elaboração de filmes devido ser

um método rápido, fácil e eficaz quando bem controlado.

3.5 ANTOCIANINAS

As antocianinas são pigmentos derivados de sais flavílicos (flavonoides),

solúveis em água, responsáveis pela ampla gama de cores azul, violeta, vermelho e

rosa da maioria de flores e frutos (BARRETO; FILHO; CRAVEIRO, 2005;

STRINGHETA; BOBBIO, 2000). Os mais de 450 tipos de antocianinas que foram

isoladas e caracterizadas, também estão presentes em algumas folhas, raízes,

bulbos, tubérculos, sementes, caules, cereais e legumes (FREITAS, 2005; GOULD;

DAVIES; WINEFIELD, 2008).

O termo antocianina, derivado das palavras gregas anthos (flor) e kyanos

(azul), foi introduzido em 1835 por Ludwig Clamor Marquat, para designar

substâncias azuis extraídas de algumas flores (FAVARO, 2008; NOVELLO, 2011).

30

Atualmente, o termo é empregado para indicar genericamente toda esta família de

pigmentos naturais, independentemente da coloração que possam apresentar

(FREITAS, 2005; GOULD; DAVIES; WINEFIELD, 2008; STRINGUETA; BOBBIO,

2000).

Após a clorofila, as antocianinas são o mais importante grupo de pigmentos

de origem vegetal (LOPES et al., 2007). Compõem o maior grupo de pigmentos

solúveis em água do reino vegetal e são encontradas em maior quantidade nas

angiospermas (BRIDLE; TIMBERLAKE, 1997), plantas que possuem sementes

protegidas pelo fruto (MONIZ, 2014; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 1996; STEVENS,

2014).

Na natureza, as antocianinas encontram-se associadas a moléculas de

açúcares, caracterizando um composto glicosídico, formado pela união de moléculas

de glúcido – glicídeos e gliconas – e um composto não glucídico, chamado de

aglicona; quando livres destes açúcares são denominadas antocianidinas

(agliconas) (FAVARO, 2008; STRINGHETA; BOBBIO, 2000).

Diferentemente das clorofilas e dos carotenoides, a absorção eletrônica das

antocianinas está distribuída por toda a região visível do espectro eletromagnético

(400 nm – 700 nm) (BRIDLE; TIMBERLAKE, 1997; FREITAS, 2005).

A infinidade de cores observadas nas antocianinas e antocianidinas é produto

de combinações de vários fatores, como o pH local do meio (SONDHEIMER;

KERTESZ, 1948), o número de substituintes, a presença ou não de outras

moléculas capazes de estabilizar a cor (“co-pigmentos”), a associação com outros

flavonóis, a complexação, a autoassociação e a natureza do microambiente em que

a antocianina se encontra (FREITAS, 2005).

As funções biológicas das antocianinas nas plantas, flores e frutos são de

proteção à ação da luz, antioxidantes e atuação de mecanismos de defesa

(BAKOWSKA-BARCZAK, 2005; NOVELLO, 2011). As cores vivas e intensas que

elas produzem têm um papel importante nos mecanismos reprodutores das plantas,

tais como a polinização e a dispersão de sementes (BAKOWSKA-BARCZAK, 2005;

FREITAS, 2005).

A estrutura química básica das antocianinas é apresentada na Figura 3.7.

31

O+

OH

OR1

OR2

R

OH

RA C

B1

2

3

4

8

7

6

5

3-

2- 4

-

5-

6-

Figura 3.7. Estrutura química das antocianinas (Adaptado de STRINGHETA; BOBBIO, 2000)

Devido a mudanças nos grupos ligados à sua estrutura fenólica, existe uma

enorme diversidade de antocianinas encontradas na natureza, o que confere as

diferentes cores que ocorrem em várias frutas, flores e folhas (TERCI; ROSSI,

2002).

As antocianinas podem estar associadas a glúcidos constituídos por

diferentes açúcares nas posições 3, 5 e 7, mas sempre ocorre associação na

posição C-3 (R2) por glicose, arabinose, galactose e ramnose, os quais são os

açúcares mais comuns ligados as antocianinas. Dissacarídeos e trissacarídeos,

formados pela combinação destes quatro monossacarídeos, podem também

associar-se a algumas antocianidinas (BRIDLE; TIMBERLAKE, 1997). Em muitos

casos, os açúcares são acilados pelos ácidos p-cumárico, cefeico, ferúlico e sinápico

(GOULD; DAVIES; WINEFIELD, 2008).

Na Tabela 3.1 são mostradas as estruturas químicas das antocianinas e

algumas fontes das mesmas. Nas plantas que fazem parte da alimentação, as

antocianinas se encontram difundidas, no mínimo em 27 famílias, 73 gêneros e em

uma grande variedade de espécies (BRIDLE; TIMBERLAKE, 1997).

32

Tabela 3.1. Estruturas, nomes e fontes na natureza das principais antocianinas (Adaptado de LOPES

et al., 2007)

Estrutura do cátion flavilium

Estrutura do anel B

Nome Encontrado em

Pelargonidina Morango, amora

vermelha, bananeira, rabanete.

Cianidina Jabuticaba, figo, cereja,

uva, cacau, ameixa.

Delfinidina Berinjela, romã e

maracujá.

Malvidina Uva, feijão.

Peonidina Uva, cereja.

Petunidina Frutas diversas,

petúnias.

Influência do pH

É bem conhecido que as propriedades das antocianinas, incluindo a

expressão da cor, são altamente influenciadas pela estrutura da antocianina e o pH

(LOPES et al., 2007).

Em meios ácidos, quatro estruturas de antocianinas existem em equilíbrio: o

cátion flavilium, a base quinoidal, a pseudobase carbinol e a chalcona. O pH do meio

exerce um papel muito importante no equilíbrio entre as diferentes formas de

antocianinas e, consequentemente, na modificação da cor (LOPES et al., 2007;

STRINGHETA; BOBBIO, 2000).

Em condições ácidas (pH inferior a 3), a antocianina existe primariamente na

forma de cátion flavilium de cor vermelha intensa. Com o aumento do pH ocorre a

33

rápida perda do próton para produzir as formas quinoidais, azuis ou violetas. Em

paralelo ocorre a hidratação do cátion flavilium, gerando a pseudobase incolor ou

carbinol que atinge o equilíbrio lentamente com a chalcona incolor ou amarelo tênue.

As quantidades relativas de cátion, formas quinoidais, pseudobase e chalcona na

condição de equilíbrio variam conforme o pH e a estrutura da antocinanina (GOULD;

DAVIES; WINEFIELD, 2008; LOPES et al., 2007; STRINGHETA; BOBBIO, 2000).

As reações de equilíbrio entre as estruturas antociânicas são todas

endotérmicas, portanto, qualquer aumento de temperatura favorece a forma

chalcona (FALCÃO et al., 2007; STRINGHETA; BOBBIO, 2000).

Como já esclarecido, devido à sua grande instabilidade, a molécula de

antocianina, pode facilmente sofrer mudanças estruturais com a variação do pH,

interagindo com íons H3O+, OH- e a água. Podem também sofrer alterações de

acordo com o meio solvente se prótico ou aprótico, explicadas pelo esquema das

principais transformações na Figura 3.8.

Assim, estudos sobre a estabilidade das antocianinas e a variação de cor com

o pH mostram que as alterações na cor desses compostos são mais significativas na

região alcalina devido à sua instabilidade (NOVELLO, 2011).

A estabilização química das antocianinas é o principal foco de estudos

recentes, devido às suas aplicações abundantes e potenciais, seus efeitos benéficos

e sua utilização como alternativa a corantes artificiais (VOLP et al., 2008)

Indicadores de pH sintéticos como o verde de bromocresol, fenolftaleína e

vermelho de metila, entre outros podem ser empregados para tais fins, porém, o

contato com alimentos e a migração desses compostos no produto são questões

particularmente importantes para o uso de indicadores de pH sintéticos e a sua

quantidade para utilização é sempre limitada. O emprego de pigmentos sintéticos,

muito dos quais derivados de petróleo têm sido severamente restringidos pelos

países desenvolvidos (SOUZA; DITCHFIELD; TADINI, 2010).

Deste modo, compostos naturais, tais como os carotenoides e antocianinas

apresentam potencial indicador de pH e devem ser estudados (TERCI; ROSSI,

2002).

34

Figura 3.8. Possíveis mudanças estruturais das antocianinas de acordo com o pH (TERCI; ROSSI,

2002)

Estabilidade da cor

Os grupos metoxila e hidroxila, além da presença do açúcar e do ácido, têm

um efeito importante sobre a cor e a estabilidade das antocianinas (GOULD;

DAVIES; WINEFIELD, 2008).

A antocianina poderá ter diferentes cores, dependendo do pH, da estrutura e

da concentração dos pigmentos, da temperatura de armazenamento e da presença

de oxigênio, luz e co-pigmentos (FALCÃO et al., 2007; GOULD; DAVIES;

WINEFIELD, 2008; TERCI; ROSSI, 2002).

Com o aumento do número de hidroxilas, a coloração das antocianinas muda

de rosa para azul; a presença do grupo metoxila no lugar da hidroxila reverte a

tendência anterior (GOULD; DAVIES; WINEFIELD, 2008).

A presença de um ou mais grupos acila na molécula de antocianina inibe a

hidrólise do cátion flavilium (vermelho) para formar a base carbinol (incolor),

permitindo a formação preferencial da base quinoidal (azul), resultando em

35

pigmentos menos sensíveis às mudanças de pH (ou seja, eles mantêm a coloração

em meio levemente acidificado a neutro) (BRIDLE; TIMBERLAKE, 1997)

As antocianinas isoladas são altamente instáveis e muito suscetíveis à

degradação. A sua estabilidade é maior sob condições ácidas, mas pode ocorrer

degradação por vários mecanismos, iniciando com perda da cor, seguida do

surgimento de coloração amarelada e formação de produtos insolúveis (GOULD;

DAVIES; WINEFIELD, 2008; STRINGHETA; BOBBIO, 2000).

Extração

O método de extração, bem como o solvente utilizado na extração das

antocianinas, se tornam fatores importantes no teor desses compostos no extrato

(NOVELLO, 2011). Além disso, é importante que seja um método simples, rápido, de

baixo custo e que utilize solventes extratores atóxicos, uma vez que muitos dos

estudos são feitos visando a aplicação industrial (FAVARO, 2008).

As antocianinas são solúveis em água podendo ser facilmente ser extraídas

por solvente polares. Dentre os solventes mais utilizados, destacam-se o metanol e

o etanol (FAVARO, 2008; HOHNOVÁ; ŠŤAVÍKOVÁ; KARÁSEK, 2008). Muitos

trabalhos têm usado solventes extratores alcoólicos acidificados (HOHNOVÁ;

ŠŤAVÍKOVÁ; KARÁSEK, 2008; TERCI; ROSSI, 2002) para favorecer a extração,

pois auxilia a penetração do solvente no tecido das frutas e vegetais, além de

aumentar a estabilidade do extrato (NOVELLO, 2011).

O grau de extração depende de muitos fatores, como a relação estabelecida

entre volume do solvente e massa de matéria-prima, o solvente empregado e do

agente acidulante (LOPES et al., 2007; NOVELLO, 2011). Os métodos

convencionais de extração usualmente empregam ácido clorídrico diluído em

metanol, em uma concentração de 0,001% (v/v) de HCl. Porém, o HCl é corrosivo e

o metanol é tóxico para o ser humano, o que pode inviabilizar o processo (LOPES et

al., 2007).

Assim, é recomendado o uso de ácidos fracos, como acético e fórmico, além

da monitoração da acidez durante o processo (BRIDLE; TIMBERLAKE, 1997).

No entanto, o uso de solventes ácidos deve ser cauteloso, uma vez que o

excesso de ácido pode formar antocianidinas e outros flavonoides por hidrólise.

36

Outro fator para a cautela, é que estudos indicaram que a quantidade de

antocianinas pode assumir valores equivocados, especialmente se o método de

quantificação empregado for espectrofotométrico (HOHNOVÁ; ŠŤAVÍKOVÁ;

KARÁSEK, 2008).

O aquecimento durante a extração é outro aspecto em que se deve ser

cauteloso, pois estudos indicaram que as antocianinas são termicamente instáveis

em temperaturas superiores à 60°C (FAVARO, 2008).

3.6 RABANETE (Raphanus sativus)

O rabanete, cujo nome científico é Raphanus sativus, pertencente à família

das Brassicaceae, é uma planta herbácea, anual, de pequeno porte, com folhas

verdes dispostas em roseta e flores de apenas quatro pétalas encontradas em tons

de branco, rosa e roxo. É originária da região mediterrânea (MELO et al., s.d.). Sua

raiz globular é comestível, de cor vermelha e sabor picante (RODRIGUES et al.,

2013). A substância 4-metiltio-3-butenil isocianato é o princípio para o gosto

característico desta hortaliça (LUENGO, 2001). A aparência do legume é mostrada

na Figura 3.9.

Figura 3.9. Aparência comum dos rabanetes (MELO et al., s.d.)

Este legume conserva-se melhor em temperatura um pouco acima de seu

ponto de congelamento (-0,7°C) ao redor de 0°C sob elevada umidade relativa,

geralmente acima de 95% (LUENGO, 2001).

Apresenta propriedades medicinais interessantes, como expectorante natural

e estimulante do sistema nervoso, contendo vitaminas A, C, B1, B2, B6, ácido fólico,

37

potássio, cálcio, fósforo e enxofre, elevada quantidade de fibras alimentares,

atividade antioxidante e baixa quantidade de calorias (MELO et al., s.d.).

A produção de rabanete no Brasil varia de 15 a 30 toneladas de raízes

tuberosas por hectare ou 16.000 a 20.000 maços por hectare. Sua produção está

mais concentrada nos estados das regiões Sul e Sudeste, por estar adaptada ao

clima da região (APHORTESP, 2014).

3.7 ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR

A espectrofotometria de absorção molecular, assim como outras técnicas

espectroscópicas, emprega as interações da radiação com a matéria para obter

informações sobre uma amostra. Muitos elementos químicos foram descobertos por

meio da espectroscopia (FILGUEIRAS, 1996; HIEFTJE, 2013; RESENDE; LIMA;

SANTOS, 2013). De alguma forma, a amostra é geralmente estimulada aplicando-se

energia na forma de calor, energia elétrica, luz, partículas ou por uma reação

química. Antes de se aplicar o estímulo, o analito se encontra predominantemente

em seu estado de energia mais baixo ou estado fundamental. O estímulo então faz

que algumas espécies do analito sofram uma transição para um estado de maior

energia ou estado excitado. Obtemos informações sobre o analito medindo-se a

radiação eletromagnética emitida quando este retorna ao estado fundamental ou a

quantidade de radiação eletromagnética absorvida decorrente da excitação

(HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

A espectroscopia molecular baseada na radiação UV, visível e IV é

amplamente empregada para a identificação e determinação de muitas espécies

inorgânicas, orgânicas e bioquímicas. A espectroscopia de absorção UV/visível é

utilizada principalmente para análises quantitativas e é provavelmente aplicada nos

laboratórios químicos e clínicos ao redor do mundo mais que qualquer outro método

(HIEFTJE,2013). A espectroscopia de absorção de infravermelho é uma ferramenta

poderosa para se determinar a estrutura de compostos inorgânicos e orgânicos.

Além disso, desempenha atualmente um importante papel na análise quantitativa,

particularmente na área da poluição ambiental (HIEFTJE, 2013; SALDANHA;

ARAÚJO, 1999).

Cada espécie molecular é capaz de absorver suas próprias frequências

características da radiação eletromagnética. Esse processo transfere energia para a

38

molécula e resulta em um decréscimo da intensidade da radiação eletromagnética

incidente (FILGUEIRAS, 1996; HIEFTJE, 2013). Dessa forma, a absorção da

radiação atenua o feixe de acordo com a lei da absorção, a Lei de Beer-Lambert ou

somente Lei de Beer, como expressa na Figura 3.10. Esta lei nos diz

quantitativamente como a grandeza da atenuação depende da concentração das

moléculas absorventes e da extensão do caminho sobre o qual ocorre a absorção

(HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

Figura 3.10. Lei de Berr-Lambert (Adaptado de HIEFTJE, 2013)

À medida que a luz atravessa um meio contendo um analito que absorve, um

decréscimo de intensidade ocorre na proporção que o analito é excitado. Para uma

solução do analito de determinada concentração, quanto mais longo for o

comprimento do caminho do meio através do qual a luz passa (caminho óptico),

mais centros absorventes estarão no caminho, e maior será a atenuação (VOGEL,

1979). Também, para um dado caminho óptico, quanto maior for a concentração de

absorventes, mais forte será a atenuação (HIEFTJE, 2013).

Absorção de Compostos Orgânicos

A absorção de radiação por moléculas orgânicas na região de comprimento

de onda entre 180 e 780 nm resulta das interações entre fótons e elétrons que estão

participando diretamente da formação de uma ligação química (e são, assim,

associados a mais de um átomo) ou estão localizadas sobre os átomos como os de

O, S, N e halogênios (FILGUEIRAS, 1996; HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

39

O comprimento de onda no qual uma molécula orgânica absorve depende de

quão fortemente seus elétrons estão ligados. Os elétrons compartilhados em

ligações simples carbono-carbono ou carbono-hidrogênio estão tão fortemente

presos que suas excitações requerem energias correspondentes ao comprimento de

onda da região do UV de vácuo, abaixo de 180 nm. Os espectros de ligações

simples não têm sido amplamente explorados para as finalidades analíticas em

razão das dificuldades experimentais de se trabalhar nessa região. Essas

dificuldades ocorrem porque tanto o quartzo como os componentes da atmosfera

absorvem nessa região, o que requer o uso de espectrofotômetros mantidos sob

vácuo com óptica de fluoreto de lítio (HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

Os elétrons envolvidos em ligações duplas e triplas das moléculas orgânicas

não estão tão fortemente presos sendo, portanto, mais fáceis de serem excitados

pela radiação; assim, as espécies com ligações insaturadas geralmente exibem

picos de absorção úteis. Os grupos orgânicos insaturados que absorvem nas

regiões do UV e visível são conhecidos como cromóforos. A Tabela 3.2 lista alguns

cromóforos comuns e os comprimentos de onda aproximados nos quais eles

absorvem. Os dados para a posição e intensidade podem servir apenas como

orientação aproximada para a finalidade de identificação, uma vez que ambos são

influenciados pelo efeito do solvente, bem como por outros detalhes estruturais da

molécula. Além disso, a conjugação entre dois ou mais cromóforos tende a causar

deslocamentos no máximo do pico para comprimentos de onda mais longos.

Finalmente, os efeitos vibracionais alargam os picos de absorção nas regiões do UV

e visível, o que frequentemente torna muito difícil a determinação precisa de um

máximo de absorção (HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

40

Tabela 3.2. Características de absorção de alguns cromóforos orgânicos comuns (Adaptado de

HIEFTJE, 2013)

Composto Exemplo Solvente λmáx, nm εmáx

Alceno CH2 CHC6H13 n-Heptano 177 13.000

Alceno conjugado CH2 CHCH CH2 n-Heptano 217 21.000

Alcino C CH3H11C6 n-Heptano 178

196

225

10.000

2.000

160

Carbonila

H3CCCH3

O

n-Hexano

186 280

1.000 16

Carboxila

H3CCOH

O

Etanol 204 41

Amido

H3CCNH2

O

Água 214 60

Azo N NCH3 CH3 Etanol 339 5

Nitro NO2CH3 Isocianato 280 22

Nitroso NOH9C4 Éter etílico 300 665

100 20

Nitrato OH5C2 NO2 Dioxano 270 12

Aromático Benzeno n-Hexano 204 256

7.900 200

Os compostos orgânicos saturados contendo heteroátomos, como O, N, S ou

halogênios, apresentam elétrons não-ligantes que podem ser excitados por radiação

na faixa de 170 a 250 nm. A Tabela 3.3 lista alguns exemplos desses compostos.

Alguns deles, como álcoois e os éteres, são solventes comuns, portanto sua

absorção nessa região impede a medida de absorção de analito dissolvidos nesses

compostos em comprimentos de onda mais curtos que 180 e 200 nm.

Ocasionalmente, a absorção nessa região é empregada para a determinação de

compostos contendo halogênios e S (HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

41

Tabela 3.3. Absorção de compostos orgânicos contendo heteroátomos insaturados (Adaptado de

HIEFTJE, 2013)

Composto λmáx, nm εmáx

OHCH3 167 1.480

O(H3C)2 184 2.520

ClCH3 173 200

ICH3 258 365

S(H3C)2 229 140

NH2CH3 215 600

N(H3C)3 227 900

Instrumentos para a Espectroscopia Óptica

Os componentes básicos dos instrumentos analíticos para a espectroscopia

de absorção, bem como para espectroscopia de emissão e fluorescência, são

notavelmente semelhantes em sua função e nos seus requisitos de desempenho,

quer sejam desenhados para radiação ultravioleta (UV), visível ou infravermelha (IV).

Em razão dessas semelhanças, esses instrumentos são frequentemente designados

por instrumentos ópticos, mesmo sabendo-se que o olho humano é sensível

somente na região do visível (HIEFTJE, 2013; VOGEL, 1979).

Muitos instrumentos espectroscópicos para uso nas regiões do UV/visível e IV

apresentam cinco componentes: (1) uma fonte estável de energia radiante; (2) um

seletor de comprimento de onda que isola uma região limitada do espectro para a

medida; (3) um ou mais recipientes para a amostra; (4) um detector de radiação, o

qual converte a energia radiante para um sinal elétrico mensurável; e (5) uma

unidade de processamento e de leitura do sinal, geralmente constituída por um

circuito eletrônico e, nos instrumentos modernos, por um computador (HIEFTJE,

2013; VOGEL, 1979).

3.8 DIFRAÇÃO DE RAIOS X

A difratometria, ou difração, de raios X (DrX) corresponde a uma das

principais técnicas de caracterização microestrutural de materiais cristalinos,

encontrando aplicações em diversos campos do conhecimento, mais particularmente

42

na engenharia e ciências de materiais, engenharias metalúrgica, química e de

minas, além de geociências, dentre outros (ALBERS et al., 2002).

Esta técnica é de alta tecnologia, não destrutiva, e serve para analisar uma

larga escala de materiais, incluindo líquidos, metais, minerais, polímeros, plásticos,

fármacos, revestimentos, cerâmica, células solares e semicondutores. A DrX

transformou-se em um método indispensável para investigação, caracterização e

controle de materiais. As áreas de aplicação incluem a análise de fase qualitativa e

quantitativa, a cristalografia, a determinação da estrutura e do abrandamento,

investigações da textura e de residual, o ambiente da amostra controlado, a micro-

difração, nano-materiais, a automatização do laboratório e de processo, entre outros

(BRUKER, 2010; UFRGS, 2014).

Os raios X atingem o material e podem ser espalhados elasticamente, sem

perda de energia pelos elétrons de um átomo (dispersão ou espalhamento

coerente). O fóton de raio X após a colisão com o elétron muda sua trajetória,

mantendo, porém, a mesma fase e energia do fóton incidente. Pode-se dizer que a

onda eletromagnética é instantaneamente absorvida pelo elétron e reemitida; cada

elétron atua, portanto, como centro de emissão de raios X (ALBERS et al., 2002;

ERDÓCIA, 2011).

Isto é possível porque na maior parte dos sólidos, geralmente cristais, os

átomos se ordenam em planos cristalinos separados entre si por distâncias da

mesma ordem de grandeza dos comprimentos de onda dos raios X (ALBERS et al.,

2002).

A técnica de difração empregada depende de fatores como o tipo de aparato

utilizado, tipo de amostra e dos objetivos do experimento, além de quais informações

se deseja obter sobre a estrutura do material. Existem vários métodos de difração de

raios X. Pode-se destacar entre eles o método de Laue (para monocristais) e o

método do pó para amostras policristalinas. O método de Laue é o mais antigo e

simples, no entanto possui uma grande importância histórica. Utiliza um fino feixe

paralelo de radiação policromática que incide num cristal estacionário. Os planos

cristalinos selecionam os comprimentos de onda que obedecem à lei de Bragg, que

está relacionada ao espalhamento de ondas quando incidentes em um cristal e

sugere uma explicação para os efeitos difrativos observados nesta interação, e os

43

difratam formando um conjunto de pontos que são detectados por um filme

(ALBERS et al., 2002).

O método de pó é o mais utilizado hoje em dia. Ele foi desenvolvido

inicialmente por Debye e Scherrer em 1916. Através de experimentos com o método

de pó, uma grande variedade de informações sobre a estrutura do material podem

ser investigadas. Basicamente o método envolve a difração e raios X

monocromáticos por uma amostra policristalina. A radiação empregada é,

geralmente, a raia de emissão característica Kα de um tubo de raios X, filtrada ou

monocromatizada por um cristal. A amostra deve estar fisicamente em forma de pó,

que é um sólido policristalino (ALBERS et al., 2002).

Os difratômetros de raios X para o método de pó foram desenvolvidos nas

décadas de 1950 e 1960, sendo automatizados na década de 1980. São

equipamentos rápidos e precisos na coleta de dados por um detector de raios X e

fáceis na preparação e posicionamento das amostras. Um feixe de radiação

monocromática incide em uma amostra na forma de pó compactado, rotacionado em

um ângulo θ, enquanto os dados são coletados por um detector que se move em 2θ

(ALBERS et al., 2002).

44

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 MATERIAIS

O desenvolvimento do trabalho foi conduzido nos Laboratórios de Química e

Microbiologia, da Escola Técnica Estadual Irmã Agostina, São Paulo, Brasil. Quando

não, os testes foram feitos com colaboração externa. Foram utilizados os reagentes,

equipamentos e materiais descritos nos tópicos seguintes.

Reagentes

Os reagentes e solventes utilizado nos experimentos são descritos na Tabela

4.1.

Tabela 4.1. Reagentes e solventes utilizados nos experimentos

Composto Fórmula Procedência

Álcool etílico hidratado 92,8°INPM C2H6O Ciclofarma

Clorofórmio P.A. CHCl3 Synth

Poli(3-hidroxibutirato) (PHB) (C4H6O2)n Usina da Pedra

Poli(etilenoglicol) 90 HO(C2H4O)nH Polytechno

Poli(etilenoglicol) 400 HO(C2H4O)nH Quimesp

Poli(etilenoglicol) 6000 P.A. HO(C2H4O)nH Synth

Resina Lewatit S 6368 Sulfate - LANXESS

4.2 MÉTODOS

Preparação da matéria-prima para extração de antocianinas

Um estudo prévio foi necessário para a avaliação da obtenção de

antocianinas a partir de um composto natural. Definiu-se que os rabanetes podem

ser uma fonte viável de extração de antocianinas (PEREIRA et al., 2007), além da

observação de que dificilmente se encontra na literatura teor do pigmento no

legume, bem como métodos de quantificação.

45

Os rabanetes foram obtidos em um mercado popular na região sul da cidade

de São Paulo, e então seguindo o que foi proposto por Luengo (2001), foram

lavados e então armazenados adequadamente, com as folhas retiradas, guardados

em saco plástico fechado, para posterior análise.

Extração de antocianinas do rabanete (Raphanus sativus)

Seguindo o que foi proposto por Terci (2004), utilizou-se da proporção de 1:3

para massa da fração de fruta:volume de solvente.

Com o auxílio de um descascador, retirou-se as cascas dos legumes e

armazenaram-se em um béquer de 100 mL. Após isso, pesou-se cerca de 30 g de

casca em um béquer de 250 mL, e adicionou-se, com o auxílio de uma proveta de

100 mL, 90 mL de etanol 92,8°INPM em pH 2,8, na proporção correta.

Tendo tal sistema pronto, aqueceu-se sem agitação no banho termostático à

temperatura de 50°C, por 2 horas. Após o resfriamento do extrato, armazenou-se em

um frasco âmbar.

Um outro sistema idêntico ao anterior foi preparado, no entanto utilizou-se

60 g de casca de rabanete e 180 mL de etanol 92,8°INPM em pH 2,3, além de não

ter sido aquecido em banho termostático, deixando apenas em temperatura

ambiente.

Simultaneamente, preparou-se um sistema de extração à frio, por pesar

aproximadamente 15 g de casca, e imergir em 45 mL de etanol 92,8° INPM em

pH 2,8, armazenando em frasco âmbar, estando em geladeira à aproximadamente

8°C.

A cada três dias trocaram-se as cascas dos frascos, como medida para

concentração do extrato. Tal etapa foi executada em duplicata, sempre respeitando

a proporção de 1:3 da massa da fração de casca:volume de solvente, por medir o

volume de solvente a cada troca.

O extrato à frio foi desconsiderado nas análises posteriores, devido não ter

extraído tão efetivamente quanto os outros dois sistemas, o que ficou perceptível

visualmente.

Os extratos preparados foram testados em três condições: à quente,

temperatura ambiente e frio. Os trabalhados nas condições à temperatura ambiente

46

e à quente foram filtrados utilizando papel filtro quantitativo Quanty® de 25 µm, como

é possível observar na Figura 4.1, e posteriormente armazenados em frascos âmbar

estando em geladeira à 8°C.

Figura 4.1. Filtragem do extrato alcoólico de rabanete

Purificação das antocianinas

Preparou-se uma coluna cromatográfica com a resina LANXESS® Lewatit S

6368 Sulfate. Lavou-se adequadamente a coluna e posteriormente eluiu-se o extrato

na condição de temperatura ambiente, cerca de 180 mL, como é possível observar

na Figura 4.2. A fase de eluição despendeu um tempo de 4 horas.

Houve a necessidade de realizar o teste de Benedict para avaliar a presença

de açucares redutores no extrato e na solução de lavagem eluídos pela coluna, e

consequentemente avaliar o efeito deste resultado nas análises posteriores.

47

Figura 4.2. Purificação das antocianinas em coluna cromatográfica Lewatit S 6368 Sulfate

Secagem e conservação do extrato antociânico

Volumes conhecidos de extratos foram colocados em um balão de fundo

redondo de 1 L e levados ao evaporador rotativo com banho termostático variando

de 30 à 55°C por 2 horas. É possível observar o sistema de secagem em

evaporador rotativo na Figura 4.3.

Figura 4.3. Secagem do extrato antociânico em evaporador rotativo

Os extratos secos de antocianinas utilizados foram armazenados em placas

de Petri fechadas, e mantidos em dessecador para uso posterior nas análises

48

espectrofotométrica e de incorporação nas soluções filmogênicas. O aspecto do

extrato seco pode ser observado na Figura 4.4.

Figura 4.4. Aspecto do extrato seco de antocianinas

Análise espectral de antocianinas

Após a secagem e armazenamento serem consumados, procurou-se analisar

as regiões de absorção das antocianinas do extrato, partindo-se da proposta da

literatura, denominada como método do pH diferencial (FAVARO, 2008),

considerando as condições adaptáveis do laboratório em que foram realizados os

procedimentos.

O método utilizado é fundamentado nas transformações sofridas pelas

antocianinas com a variação do pH, ou seja, as diferentes estruturas

correspondentes às diferentes colorações das soluções em diferentes pHs. Além

disso, como alguns extratos podem apresentar material em suspensão, causando o

espalhamento de luz, o método recomenda leitura da absorbância em comprimento

de onda onde não há absorção referente às antocianinas (700 nm), além daquele

onde ocorre absorção.

A amostra do extrato seco (aproximadamente 10 mg) foi dissolvida em água

destilada e diluída em balões volumétricos de 25 mL com soluções tampão pH 1,0 e

pH 4,2 e as leituras de absorbância foram realizadas na faixa espectral de 260 nm à

700 nm no espectrofotômetro de absorção molecular NOVA modelo 1600 UV. O

aspecto visual das soluções preparadas pode ser observado na Figura 4.5.

49

Figura 4.5. Aspecto visual das soluções de antocianinas em (a) pH 1,0 e (b) pH 4,2

Preparo das soluções filmogênicas de PHB

Fez-se necessário o preparo de quatro soluções de concentrações distintas,

porém lineares, de PHB, sendo elas 25 g L-1, 50 g L-1, 75 g L-1 e 100 g L-1.

Foram pesadas em balança analítica aproximadamente 5 g de PHB industrial

em um béquer de 100 mL, aos quais foram acrescentados 50 mL de clorofórmio. A

amostra foi então transferida para um frasco reagente de 50 mL e deixada em

repouso por 1 dia. Após o período, solubilizou-se o PHB residual por meio de um

sistema de refluxo pelo período de 3 horas, armazenando posteriormente no frasco

reagente.

O mesmo procedimento foi realizado para outras duas amostras, utilizando

10 g e 15 g de PHB. No entanto, diluiu-se as soluções com 150 mL de clorofórmio

para corresponder respectivamente às concentrações 50 g L-1 e 75 g L-1. A partir da

solução de 50 g L-1 preparou-se a solução 25 g L-1, diluindo 50 mL de solução com

50 mL de clorofórmio.

Todas as soluções foram submetidas ao refluxo por um período médio de 3

horas. A Figura 4.6 mostra um sistema de refluxo para a solução 100 g L-1 de PHB.

Após o período, as soluções foram filtradas em papel filtro quantitativo Quanty® de

25 µm, a fim de eliminar resíduos grosseiros de PHB que não foram solubilizados.

50

Posteriormente, armazenaram-se as soluções em frascos reagentes de

200 mL devidamente identificados.

Figura 4.6. Solução 100 g L-1 de PHB em refluxo

Elaboração dos filmes

Utilizou-se uma pipeta volumétrica de 5 mL para a uniformização das

soluções em placa de Petri, devidamente lavadas e secas em estufa, utilizando

quantidades suficientes para a quantidade de solução gerada. Tal processo

caracteriza o método de casting, onde se verte uma solução filmogênica sobre um

suporte, geralmente liso e reto, para posterior secagem.

As soluções foram deixadas em capela de exaustão por 2 horas, sendo tempo

suficiente para a evaporação de todo clorofórmio. Foram testadas duas condições

para todas as quatro soluções, de diferentes concentrações, de PHB: a primeira

condição envolvia untar a placa de Petri com uma pequena camada de graxa de

silicone, e a segunda condição sem graxa de silicone. O teste com graxa de silicone

foi necessário para verificar a facilidade de remoção do filme após a evaporação do

solvente. No entanto, o procedimento não foi efetivo, pois o filme aderiu à placa,

dificultando sua remoção; os filmes produzidos sem silicone apresentaram-se

51

melhores e mais fáceis de remover. Desta forma, decidiu-se prosseguir com os

testes posteriores sem o auxílio da graxa de silicone. A Figura 4.7 mostra o método

de casting com as soluções de PHB em capela de exaustão.

Figura 4.7. Casting das soluções filmogênicas de PHB (a) com graxa de silicone e (b) sem graxa de

silicone

Incorporação de antocianinas nos filmes

Nos testes de elaboração dos filmes percebeu-se que as concentrações de

25 g L-1 e 50 g L-1 se mostraram melhores para a formação de filmes com a

espessura ideal. Portanto, para os testes de incorporação de antocianinas decidiu-se

trabalhar apenas com essas duas concentrações.

Devido as antocianinas serem insolúveis em clorofórmio e em PEG 400,

utilizou-se uma mistura de solventes que pudesse solubilizar as antocianinas e

manter certa resistência no filme. Misturou-se PEG 90 e PEG 400 na proporção 1:1,

o que criou um bom sistema de solubilização.

Testaram-se duas concentrações de antocianina: 2,5 g L-1 e 5 g L-1. Pesaram-

se 0,025 g e 0,05 g de extrato seco de antocianina e solubilizou-se em 10 mL da

mistura de solventes, respectivamente.

A solução filmogênica antociânica foi composta por 30 mL de solução de

PHB, 4 mL da solução de antocianina e 1% de solução alcoólica de PEG 6000 em

concentração 5 g L-1. O aspecto visual da emulsão formada pela solução de PHB

50 g L-1 e antocianina 5 g L-1 pode ser visualizado na Figura 4.8. Uma solução

52

filmogênica sem antocianinas foi elaborada como medida de controle, para avaliar o

efeito provocado pelo pigmento nas propriedades do filme.

Figura 4.8. Aspecto visual da solução filmogênica antociânica

Devido a emulsão formada não ficar estável por muito tempo, houve a

necessidade de fazer o método de casting de maneira mais rápida, evitando a

separação de fases, e consequentemente a não uniformidade do filme. Desta forma,

os filmes foram elaborados em placas de Petri dentro de dessecador a vácuo, a uma

pressão variando de -300 à -400 mmHg por 20 minutos. O volume de solução

filmogênica antociânica introduzido em placa foi de 2 mL. A Figura 4.9 mostra o

sistema de casting em dessecador a vácuo.

53

Figura 4.9. Sistema de casting em dessecador a vácuo

Caracterização dos filmes

Para avaliar as propriedades que os filmes obtiveram e o efeito da adição de

antocianinas, escolheram-se os seguintes testes: microscopia óptica, difração de

raios X e razão de intumescimento, além do teste sensorial para avaliar a atividade

do filme com a mudança de pH.

4.2.9.1 Microscopia óptica

Pequenas porções de filme foram recortadas e dispostas em lâmina de

26 X 76 mm com lamínula cobrindo o analito. As amostras foram analisadas em

microscópio óptico binocular Bioval modelo L 1000 T, utilizando uma lente com

aumento de 40 vezes. As imagens foram obtidas pela captura no binóculo com uma

câmera digital comum de celular.

4.2.9.2 Difração de Raios X

Os difratogramas de raios X, gentilmente cedidos pelo Instituto de Pesquisas

Energéticas e Nucleares da Universidade de São Paulo (IPEN – USP), por

intermédio do Prof. Me. Klauss Engelmann, foram realizados em um equipamento

Difratomêtro de Raios X Rigaku, modelo MiniFlex II onde utilizou-se fonte de

54

radiação CuKα (λ = 1,54 Å) e filtro de Ni. A partir deles, foi possível a caracterização

da superfície dos filmes.

Nestes testes empregaram-se os filmes de PHB em concentração 50 g L-1, e

os filmes PHB/PEG em concentrações 50 g L-1 e 25 g L-1 com dopamento de

antocianinas em concentração 5 g L-1.

4.2.9.3 Razão de Intumescimento

Para a determinação do índice de intumescimento foram recortadas amostras

de filmes nas dimensões de 1 cm x 1 cm, e estas foram secas por aproximadamente

1 hora em estufa com temperatura de 50°C. Após pesagem os filmes foram imersos

em 20 mL de água destilada e em tempos pré-determinados a massa foi novamente

verificada. A pesagem de filmes intumescidos foi realizada após uma leve secagem

em papel toalha para absorção do excesso de água. O procedimento foi realizado

em triplicata. A razão de intumescimento foi calculada através da Equação 1, onde

Wt é a massa no tempo e W0 é a massa inicial.

𝑅𝐼 =𝑊𝑡

𝑊0

4.2.9.4 Avaliação da atividade do filme com a mudança de pH

Utilizaram-se porções adequadas de uma espécie de sardinha, em estado cru

e fresco, dentro um tubo de ensaio tampado com o filme inteligente. Os tubos foram

acondicionados em ambiente fechado, evitando ao máximo à exposição à luz. A

temperatura do laboratório era de 20°C. Aguardou-se o período de três dias para

avaliar a alteração visual provocada no filme.

55

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 PURIFICAÇÃO DAS ANTOCIANINAS

A metodologia de purificação de antocianinas extraídas do rabanete envolveu

o uso de uma resina de troca iônica LANXESS® da linha Lewatit, a resina S 6368

Sulfate. Esta resina é de troca aniônica, macroporosa, monodispersa, fortemente

alcalina, com agrupamentos amino quartenários, adaptada para o uso na indústria

de alimentos, baseada num copolímero de estireno e divinilbenzeno (LANXESS,

2014).

A forma utilizada é particularmente adequada para a remoção de ácidos com

uma descoloração de soluções de substâncias orgânicas, como açúcar, gelatina,

glicerina e concentrados de frutas (LANXESS, 2014).

Para confirmação de sua efetividade houve a necessidade de realizar o teste

de Benedict, que baseia-se no princípio de que os açucares que apresentam uma

hidroxila livre no C-1, nomeadamente classificado como carbono anomérico, como

por exemplo a glicose, são bons agentes redutores. O carbono anomérico

desempenha um papel fundamental neste teste, uma vez que este pode estar

envolvido em uma ligação glicosídica, como nas próprias antocianinas. A estrutura

química da glicose é apresentada na Figura 5.1. Devido a este motivo a extremidade

que contém a hidroxila passa a ser chamada de extremidade redutora e o açúcar, de

açúcar redutor. A capacidade que esses compostos apresentam de reduzir íons

metálicos em soluções alcalinas é um bom método de identificação desses

compostos (SOUZA; NEVES, 2014).

Figura 5.1. Molécula de glicose (SOUZA; NEVES, 2014)

56

A reação apresentada na Figura 5.2 esquematiza o princípio da prova de

Benedict, baseada na redução de íons Cu2+ a Cu+, com formação de um precipitado

vermelho ou amarelo.

Figura 5.2. Reação de redução dos íons Cu2+ à Cu+ com formação de precipitado (Adaptado de

SOUZA; NEVES, 2014)

Segundo o teste, o extrato de rabanete eluído pela coluna cromatográfica

apresentou açúcar em sua composição, dando teste positivo para a presença de

açúcar redutor. No entanto a solução de lavagem da coluna cromatográfica não

apresentou açúcar em sua composição, dando teste negativo para a presença de

açúcar redutor, ou seja, a coluna não reteve nem mesmo parte dos açucares

presentes no extrato de rabanete.

Com esta análise, pode-se concluir que o uso da resina Lewatit S 6368

Sulfate não resultou na implicação esperada, uma vez que não reteve os açucares

presentes na amostra, embora possa ter concentrado o extrato e eliminado

inclusões.

5.2 ANÁLISE ESPECTRAL DE ANTOCIANINAS

A propriedade das antocianinas de sofrer transformações em sua estrutura

em função do pH, e consequentemente na coloração do meio em que estão

inseridas, é uma das mais admiráveis, o que torna objeto de fascínio e muitos

estudos acerca do assunto. Tendo esta ideia em mente, esta análise espectral das

antocianinas extraídas do rabanete foi necessária para avaliar suas características e

o tipo de antocianina do qual se trabalhou ao comparar com dados em literatura.

Para a obtenção dos espectros na região do UV-Vis, as soluções em pH 1,0 e

4,2 foram submetidas a uma varredura espectral de 280 nm à 700 nm, usando o

espectrofotômetro de absorção molecular NOVA modelo 1600 UV. Desta forma,

obtiveram-se os picos máximos de absorbância, como expresso na Figura 5.3.

57

Figura 5.3. Características espectrais de antocianinas de rabanete (Raphanus sativus) em soluções

tampão pH 1,0 e pH 4,2

A região de absorção indicada pela Figura 5.3 entra em harmonia com o

aspecto visual da solução indicado na Figura 4.5, sob o tópico 4.2.5, onde

nitidamente percebe-se que a solução em pH 1,0 absorve especialmente na região

do visível, enquanto a solução em pH 4,2 absorve na região do ultravioleta.

Em solução pH 1,0 as antocianinas estão predominantemente na forma de

cátion flavilium, de coloração fortemente vermelha ou alaranjada. Isto é evidenciado

pelo fato dos cromóforos de antocianinas neste meio absorverem na região visível

do espectro eletromagnético, tendo sua absorção máxima no comprimento de onda

de 506 nm. Nesta solução ocorreu um deslocamento hipsocrômico, que é o

deslocamento da banda de absorção para um comprimento de onda menor do que o

esperado (ALBUQUERQUE et al., 197?; WIETHAUS, 2010), de 510 nm (TERCI,

2004). Tal deslocamento pode ter ocorrido devido a fatores como o aumento da

polaridade do solvente, nomeadamente solvatocromismo negativo, ou ainda efeitos

de substituição ou de solvente utilizado (OLIVEIRA, 2009). A estrutura do cátion

flavilium é expressa na Figura 5.4.

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

270 370 470 570 670

Ab

sorb

ân

cia

Comprimento de onda (nm)

pH 1,0

pH 4,2

58

OOH

OH

OAçúcar

R

OH

R'+

Figura 5.4. Estrutura do cátion flavilium - forma predominante de antocianina em pH 1,0

No caso da solução em pH 4,2 as antocianinas estão predominantemente na

forma de carbinol ou pseudobase incolor. Seu pico de absorção máximo está na

região do ultravioleta, com um comprimento de onda de 311 nm. Sua estrutura é

expressa na Figura 5.5.

OOH

OH

OAçúcar

R

OH

R'

OH

Figura 5.5. Estrutura da pseudobase incolor ou carbinol – forma predominante de antocianina em

pH 4,2

O espectro de absorção obtido neste procedimento, expresso na Figura 5.3, é

muito semelhante aos dados encontrados em literatura referentes as antocianinas

de rabanete purificadas, como é possível verificar na Figura 5.6.

59

Figura 5.6. Características espectrais de antocianinas de rabanete purificadas (derivados acilados de

pelargonidina-3-soforosídio-5-glicosídeo) em soluções tampão de pH 1,0 e 4,5

(LEIDENS, 2011)

A semelhança entre os espectros pode não ser maior devido as

concentrações utilizadas de solução diferirem, o pH da segunda solução não ter sido

necessariamente 4,5, além do efeito hipsocrômico na solução em pH 1,0, no qual

ocorre uma diminuição da intensidade de absorção.

Desta forma pode-se confirmar que as antocianinas presentes no rabanete

são predominantemente expressas como pelargonidina-3-soforosídio-5-glicosídeo.

Considerando que as antocianinas extraídas não foram purificadas utilizando

Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC, do inglês High Performance Liquid

Chromatography), como no trabalho referenciado por Leidens (2011), e sim com o

método de cromatografia em coluna utilizando uma resina de troca iônica, pode-se

concluir que o processo de extração e purificação foi suficientemente eficaz para

obter um extrato com o mínimo de inclusões possíveis, ocasionando o mínimo

possível de desvio no espectro de absorção.

5.3 ELABORAÇÃO DOS FILMES

Para a elaboração dos filmes dopados com antocianina foi necessário avaliar

um solvente que solubilizasse as antocianinas e incorporasse na solução

filmogênica. Desta forma, foi necessário elaborar uma mistura de solventes que

desempenha-se este papel.

O PEG-90 empregado como uma das fases do solvente é conhecido

usualmente como polímero W-25, da empresa Polytechno®. Normalmente é utilizado

em formulações de shampoo e condicionadores, pois serve como solvente, agente

60

umectante (retentor de água) e agente de aumento da viscosidade em fase aquosa

(COSMETICS INFO, 2014). Estas características ficaram perceptíveis na formulação

teste de filme. O uso desse solvente produziu filmes úmidos, porém extremamente

quebradiços. Para eliminar este problema, utilizou-se PEG 400 na mistura de

solventes, o que produziu filmes mais resistentes.

Nem todas as formulações utilizadas produziram um filme ideal. Aquelas que

utilizaram a solução de PHB em concentração de 50 g L-1 mostraram-se mais firmes,

resistentes e homogêneas em relação as de concentração 25 g L-1, como é possível

visualizar na Figura 5.7.

Após a etapa de secagem, posterior à evaporação do solvente clorofórmio, os

filmes foram facilmente retirados das placas. Os filmes que apresentaram bolhas ou

que aderiram à placa não foram empregados nos testes. Através da análise visual e

tátil dos filmes biodegradáveis contendo antocianina, percebeu-se que estes

mostraram-se pegajosos e com maior higroscopicidade, como também indicado

pelos testes de intumescimento.

Figura 5.7. Filme biodegradável elaborado por casting à base de PHB e antocianinas

5.4 CARACTERIZAÇÃO DOS FILMES

As análises para caracterização dos filmes foram aplicadas nos resultados

das diferentes propriedades dos filmes biodegradáveis produzidos com duas

quantidades de antocianina: 0,005 g e 0,01 g por grama de filme formado. Nestas

análises, ambos os fatores (melhoramento proporcionado pelas antocianinas ao

61

filme e atividade em diferentes pHs) foram de igual interesse, assim como a

interação entre eles.

Microscopia Óptica

Os testes que envolvem a microscopia óptica são, geralmente, um bom

parâmetro para a análise morfológica dos filmes (ALVES, 2009; MOTTIN, 2011),

embora muitos estudos trabalhem com microscopia eletrônica de varredura (MEV)

devido sua maior eficiência e especificidade. Consequentemente, o efeito de

agentes externos à matriz do polímero, neste caso as antocianinas, também é

elucidado. As amostras analisadas utilizando o microscópio óptico binocular Bioval

modelo L 1000 T não receberam qualquer preparação anterior à análise, sendo

dispostas em lâminas de vidro e tendo as imagens captadas utilizando uma câmera

digital de celular.

A realização deste teste utilizou unicamente os filmes elaborados com PHB

em concentração 50 g L-1. Tal medida foi necessária devido a inviabilidade da

utilização dos filmes elaborados com PHB em concentração 25 g L-1, uma vez que

formaram filmes extremamente finos, não uniformes e com muitos orifícios em sua

totalidade.

Os filmes em que não houve a incorporação de antocianinas apresentaram-se

uniformes em quase sua totalidade, com espaços uniformemente preenchidos com

PHB e PEG, como é possível visualizar na Figura 5.8. A interação existente entre

PHB e PEG ocasiona em uma diminuição na resistência à tração dos filmes, em

relação ao PHB puro, provavelmente devido à redução das ligações secundárias

intermoleculares entre as cadeias de PHB (QUENTAL et al., 2010). No entanto, a

natureza biodegradável é mantida, o que cumpre um quesito proposto neste

trabalho. Desta forma, a adição de antocianinas pode favorecer a velocidade de

degradação, o que pode ser perceptível no estudo morfológico.

62

Figura 5.8. Microestrutura visual do filme PHB/PEG em microscópio óptico binocular Bioval modelo

L 1000 T com aumento de 40 vezes (foto de William Marinho Paulo de Alencar)

Nos filmes em que houve a incorporação de antocianinas é possível perceber

que o PHB, PEG e as antocianinas preencheram quase que em sua totalidade toda

estrutura do filme. No entanto, não houve a mesma uniformidade existente na

solução sem antocianinas, como pode ser observado na Figura 5.9. Um fator que

pode ter favorecido isto é a instabilidade da emulsão formada na solução filmogênica

antociânica. Mesmo que o método de elaboração dos filmes por casting tenha

ocorrido em atmosfera sob vácuo, a separação de fases ainda pode ter ocorrido, o

que contribui para a não uniformidade do filme produzido.

63

Figura 5.9. Microestrutura visual do filme PHB/PEG com antocianinas em microscópio óptico

binocular Bioval modelo L 1000 T com aumento de 40 vezes (foto de William Marinho

Paulo de Alencar)

No que diz respeito à biodegradabilidade nos filmes com a adição das

antocianinas, pode ocorrer um aumento em sua velocidade. Isto pode se dar devido

a presença de carboidratos como glicosídeos das antocianinas. Esta classe de

substâncias pode ser metabolizada e utilizada diretamente pela maioria dos micro-

organismos, incluindo bactérias, seja por via oxidativa ou fermentativa (GAVA;

SILVA; FRIAS, 2009), dos quais podem causar alterações ao filme ainda quando

aplicado como embalagem, como alteração da cor e propriamente a degradação

enzimática por parte dos micro-organismos (COUTINHO et al., 2004; GAVA; SILVA;

FRIAS, 2009; KOLLER et al., 2012), o que inviabiliza sua aplicação até o

desenvolvimento de uma metodologia que vise eliminar esta problemática.

Razão de Intumescimento

Em geral, o fato de não haver ligações cruzadas facilita a penetração de

moléculas de solvente, como a água, nas cadeias poliméricas. Isto é evidenciado

nos testes de intumescimento dos filmes, tanto nos quais houve incorporação de

antocianinas como os em que não houve. No entanto, percebe-se que os filmes que

receberam o dopamento obtiveram uma razão de intumescimento (RI) maior dos

64

que não receberam, ou seja, absorveram maior quantidade de água. Esta relação

pode ser observada na Figura 5.10.

A análise mostrou-se eficiente, sendo possível calcular a razão de

intumescimento dos filmes através da Equação 1.

Figura 5.10. Razão de Intumescimento versus tempo para filmes de PHB/PEG e PHB/PEG dopado

com antocianinas

A instabilidade dos resultados obtidos a respeito dos filmes em que não

ocorreu dopamento, não possuindo uma linha de tendência invariável, se deu por

conta dos filmes mostrarem-se cada vez mais frágeis com o decorrer das

observações, tornando-se quebradiços e consequentemente, por perder massa,

inviáveis de continuar com a análise.

Entretanto, os filmes em que ocorreu dopamento, embora tenham se

mostrado relativamente frágeis, conseguiram manter uma linha de tendência

invariável por pelo menos 50 minutos da análise, absorvendo uma quantidade maior

de água. Muito provavelmente isto se deu devido à forte interação que as

antocianinas presentes no filme possuem com solventes polares (HOHNOVÁ;

ŠŤAVÍKOVÁ; KARÁSEK, 2008), como neste caso a água, e consequentemente

aumentando a penetração das moléculas de solvente na matriz do polímero.

0,75

0,85

0,95

1,05

1,15

1,25

1,35

0 50 100 150

RI

Tempo (minutos)

PHB/PEG

PHB/PEG dopados

65

Difração de raios X

Os difratogramas de raios X para os filmes formados com dopamento tendo

PHB em concentração 25 g L-1 e 50 g L-1 e sem dopamento com PHB em

concentração 50 g L-1 são apresentados na Figura 5.11.

Figura 5.11. Difratogramas dos filmes elaborados por casting, com e sem dopamento

Para todas as amostras, os picos médios observados em 2θ foram 13,41° e

16,91° representados por dois picos intensos, e 21,45° e 27,10° representados pelos

picos de intensidade média, como é possível observar na Figura 5.11.

Comportamentos similares foram relatados em literatura (MENDES, 2009;

THIRÉ; RIBEIRO; ANDRADE, 2006). Segundo Thiré e colaboradores (2006), o perfil

da amostra de PHB analisada exibe picos bem definidos em 2θ iguais a 13,6°, 17,1°,

21,7°, 22,7° e 25,6°.

Mendes (2009) encontrou valores para 2θ iguais a 13,2° e 16,7°

representados por dois picos intensos e os picos em 2θ iguais a 19,8°, 21,2°, 22,3°,

25,3° e 26,9° representados pelos picos de intensidade média.

Com base nesta análise, percebeu-se que tais resultados encontrados nas

experimentações correspondem predominantemente ao PHB. Observou-se que o

66

PHB é um polímero semicristalino e extremamente quebradiço. No entanto, com a

adição da mistura de solventes para as antocianinas, a saber PEG 90 e PEG 400,

suas características melhoram significativamente, como observado na intensidade

dos picos de difração em 13,41° e 16,91° no filme sem dopamento.

Com a adição das antocianinas aos filmes, percebe-se que os picos de

difração máximos apresentaram-se com menor intensidade, tanto para a

concentração de PHB em 25 g L-1 como para 50 g L-1, sendo mais acentuada no de

menor concentração. Desta forma, percebe-se que a adição de antocianinas diminui

consideravelmente a cristalinidade do filme, resultando em um filme amorfo, pelo

menos em respectivas regiões. Isto pôde ser identificado na análise de microscopia

óptica, no qual percebeu-se que a dispersão das antocianinas não foi integral no

filme, como observado na Figura 5.9.

Avaliação da atividade do filme com a mudança de pH

Nesta fase do estudo, como o intuito era avaliar o comportamento do filme em

função do pH, foram utilizadas unicamente as formulações de maior concentração

de PHB e antocianina, sendo 50 g L-1 e 5 g L-1, respectivamente. Para isto, porções

de peixe cru foram embaladas em tubos de ensaio tampados com o filme, como é

possível observar na Figura 5.12. Os tubos foram acondicionados à temperatura

ambiente, variando de aproximadamente 20°C à 25°C. Após três dias foi realizada a

análise de cor do mesmo filme.

Figura 5.12. Porção de peixe cru embalada com o filme inteligente

67

Observou-se que a cor dos filmes alterou levemente, como se era almejado,

começando com um branco-roseado e terminando com um amarelo-esverdeado. A

Figura 5.13 indica as cores inicial e final dos filmes, respectivamente. Desta forma,

houve a indicação da correlação entre as alterações de coloração do filme e a

deterioração do produto.

Estado inicial Estado final

Figura 5.13. Aspecto visual dos filmes em seu estado pré-deterioração (Estado inicial) e pós-

deterioração (Estado final) do peixe

Este comportamento era esperado, pois conforme o peixe deteriora ocorre a

liberação de uma variedade de aminas voláteis básicas como trimetilamina (TMA),

amônia (NH3) e dimetilamina (DMA) conhecidas como nitrogênio básico volátil total

(TVB-N, do inglês Total Volatile Basic Nitrogen) e são substâncias liberadas em

peixes depois de ter passado sua fase inicial de frescura (GIROTO; MASSON;

HARACEMIV, 2010).

Esta análise indicou que a mudança pretendida na coloração do filme,

característica de uma embalagem inteligente, foi atingida. No entanto, devido a

concentração de antocianinas utilizada ter sido relativamente baixa, a percepção na

alteração colorimétrica foi dificultosa. Aliado a este fato, percebeu-se que com o

decorrer do tempo os filmes vão perdendo sua coloração original, muito

provavelmente devido à fotodegradação das antocianinas (LOPES et al., 2007;

STRINGHETA; BOBBIO, 2000) presentes no filme. Por isso, foi muito importante

durante esta análise a manutenção dos tubos em ambiente com o mínimo possível

de exposição à luz.

68

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A metodologia de extração e purificação das antocianinas mostrou-se eficaz,

uma vez que o espectro gerado apresentou semelhança com dados obtidos em

literatura.

A morfologia e as características mecânicas dos filmes elaborados foram

diretamente influenciadas pela composição da solução filmogênica.

Visualmente, os filmes apresentaram-se opacos e levemente rosados quando

secos, mas relativamente translúcidos e ainda rosados quando solvatados. Tal

condição se dá muito provavelmente pela adição de PEG 90, um bom agente

retentor de água. Além disso, os filmes mostraram-se pegajosos e com grande

higroscopicidade, o que foi confirmado pelos testes de intumescimento.

Os filmes incorporados com antocianina na matriz polimérica representam

uma boa alternativa ecologicamente correta para indicar variações de pH no meio.

Quando o filme foi exposto ao pH próximo à neutralidade e alcalinidade, ocorreu

gradativa alteração da cor roseada para amarelo/esverdeada. No caso da avaliação

com peixe cru, os filmes mostram-se muito promissores, uma vez que houve

mudança de cor do filme quando o pH do peixe atingiu um nível considerado inviável

para o consumo humano. Desta forma, os filmes indicaram a deterioração do

produto pela liberação de TVB-N.

As informadas mostradas neste estudo indicam que existe um grande

potencial de utilização destes materiais biodegradáveis à base de PHB como

embalagens de alimentos. Entretanto, esta aplicação depende da produção de

materiais mais estáveis, com maior flexibilidade, além da implicação de

concentrações de antocianina muito maiores, na ordem de 50 g L-1, o que aumenta a

resistência à degradação fotoquímica dos filmes.

69

BIBLIOGRAFIA

ABIPLAST. Perfil 2012: Indústria brasileira de transformação de material plástico. Publicação da ABIPLAST, 2012. Disponível em: <http://file.abiplast.org.br/download/estatistica/perfil2012_versao_eletronica.pdf>. Acesso em: 05 maio 2014.

ALBERS, A. P. F.; MELCHIADES, F. G.; MACHADO, R.; BALDO, J. B.; BOSCHI, A. O.. Um método simples de caracterização de argilominerais por difração de raios X. Cerâmica. São Paulo, p. 34-37. fev. 2002.

ALBUQUERQUE, S. F. et al. Efeito da Geometria Molecular no espectro de absorção no ultravioleta. S. I: Divisão de Química Orgânica Industrial, 197?. 13 p. CD-ROM.

ALVES, J. S.. Elaboração e caracterização de filmes finos de amido de milho e parafina. 2009. 136 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ciência dos Alimentos, Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2009.

APHORTESP (São Paulo). Rabanete. ASSOCIAÇÃO DOS PRODUTORES E DISTRIBUIDORES DE HORTI-FRUTI DO ESTADO DE SÃO PAULO. Disponível em: <http://www.aphortesp.com.br/rabanete.html>. Acesso em: 08 maio 2014.

ARENAS, A. M. Z.. Filme biodegradável formado à base de fécula de mandioca como potencial indicador de mudança de pH. 2012. 131 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012.

ARVANITOYANNIS, I.; BILIADERIS, C. G.. Physical properties of polyol-plasticized edible blends made of methyl cellulose and soluble starch. Carbohydrate Polymers, Malden, v. 38, n. 1, p.47-58, jan. 1999.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMBALAGENS. ABRE, 2009. Disponível em: <http://www.abre.org.br>. Acesso em: 30 abr. 2014.

ASTM Standard D 5338, 1998. Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials Under Controlled Composting Conditions, Incorporating Thermophilic Temperatures. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2011. Disponível em: <http://www.astm.org>. Acesso em: 02 maio 2014.

ATKINS, P.; JONES, L.. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. ed. Nova Iorque: Bookman, 2006. 968 p. Tradução de: Ignez Caracelli e Júlio Zukerman-Schpector.

AZEREDO, H. M. C.; FARIA, J. A. F.; AZEREDO, A. M. C.. Embalagens ativas para alimentos. Food Science And Technology, Campinas, v. 20, n. 3, p.337-341, set./dez. 2000. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-20612000000300010>. Acesso em: 01 maio 2014.

70

BAKOWSKA-BARCZAK, A.. Acylated anthocyanins as stable, natural food colorants: A review. Polish Journal Of Food And Nutrition Science, Poznan, v. 14, n. 2, p.107-116, 2005.

BANEGAS, R. S.. Filmes formados por Goma Guar: efeito do plastificante e agente reticulante nas propriedades térmicas, mecânicas e absorção de água. 2008. 34 f. TCC (Graduação) - Curso de Química, Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2008. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/105116/Rodrigo_Souza_Banegas.pdf?sequence=1>. Acesso em: 05 abr. 2014.

BARRETO, K.; FILHO, C. C.; CRAVEIRO, A.. Método de extração direta de antocianinas para utilização como corante fotoexcitável em células solares. In: REUNIÃO ANUAL DA SBPC, 57., 2005, Fortaleza. Anais... . Fortaleza: SBPC, 2005.

BIANCHI, R. F.. Estudos das propriedades eletrônicas e ópticas de filmes e dispositivos poliméricos. 2002. Tese de doutorado – Escola de Engenharia de São Carlos/Instituto de Física de São Carlos/Instituto de Química de São Carlos, Universidade São Paulo.

BLAZEK, G. R.. Estudo da blenda Poli(3-hidroxibutirato) / Poli(etileno glicol). 2012. 81 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia de Materiais, Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012.

BRIDLE, P.; TIMBERLAKE, C. F.. Anthocyanins as natural food colours: selected aspects. Food Chemistry, Whiteknights, v. 58, n. 1-2, p.103-109, Jan./Feb. 1997.

BRUKER AXS. Difração de raios X. 2010. Disponível em: <http://www.bruker.com.br/axs/difracaoRaiosX.html>. Acesso em: 23 nov. 2014.

BUCCI, D. Z.. Avaliação de embalagens de PHB (Poli (Ácido 3 - Hidroxibutírico)) para alimentos. 2003. 146 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia de Produção, Departamento de Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2003. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/85684/195983.pdf?sequence=1>. Acesso em: 02 maio 2014.

CALLISTER, W. D.. Ciência e Engenharia de materiais: Uma introdução. 5. ed. Utah: Ltc, 2002. 589 p. Tradução de: Sérgio Murilo Stamile Soares.

CANEVAROLO, S. V.. Ciência dos Polímeros: Um texto básico para tecnólogos e engenheiros. 2. ed. São Paulo: Artliber Editora, 2006. 277 p.

CASARIN, S. A.; AGNELLI, J. A. M.; MALMONGE, S. M.; ROSÁRIO, F.. Blendas PHB/copoliésteres biodegradáveis: biodegradação em solo. Polímeros, São Carlos , v. 23, n. 1, 2013. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-14282013000100020&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 26 abr. 2014.

71

COELHO, N. S.; ALMEIDA, Y. M. B.; VINHAS, G. M.. A Biodegradabilidade da Blenda de Poli(β-Hidroxibutirato-co-Valerato)/Amido Anfótero na Presença de Microrganismos. Polímeros: Ciência e Tecnologia, São Carlos, v. 18, n. 3, p.270-276, maio 2008. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/po/v18n3/14.pdf>. Acesso em: 05 maio 2014.

COSMETICS INFO (Washington). PEG-90M. Disponível em: <http://www.cosmeticsinfo.org/ingredient/peg-90m>. Acesso em: 22 nov. 2014.

COUTINHO, B. C.; MIRANDA, G. B.; SAMPAIO, G. R.; SOUZA; L. B. S. D.; SANTANA, W. J.; COUTINHO, H. D. M.. A importância e as vantagens do polihidroxibutirato (plástico biodegradável). Holos, Natal, v. 20, p.76-81, dez. 2004.

DITCHFIELD, C.; TADINI, C. C.. Filme biodegradável com base de amido e/ou fécula e uso do mesmo. BR nº C10704589-1E2, 14 abr. 2009, 17 fev. 2010.

DOANE, W. M.; SWANSON, C. L.; FANTA, G. F.. Emerging Polymeric Materials Based on Starch. In: ROWELL, Roger M.; SCHULTZ, Tor P.; NARAYAN, Ramani (Ed.). Emerging Technologies for Materials and Chemicals from Biomass. Washington: ACS, 1992. Cap. 13. p. 197-230.

DOBRUCKA, R.; CIERPISZEWSKI, R.. Active and Intelligent Packaging Food: Research and Development - A Review. Polish Journal Of Food And Nutrition Science, Poznan, v. 64, n. 1, p.7-15, 13 fev. 2014.

ERDÓCIA, F. A. B.. Difração de Raios X em Minerais de Bauxita e Análise Através de Refinamento pelo Método de Rietveld. 2011. 80 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Física, Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal do Pará, Belém, 2011.

FALCÃO, A. P.; CHAVES, E. S.; KUSKOSKI, E. M.; FETT, R.; FALCÃO, L. D; BORDIGNON-LUIZ, M. T.. Índice de polifenóis, antocianinas totais e atividade antioxidante de um sistema modelo de geléia de uvas. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, v. 27, n. 3, p.637-642, jul./set. 2007. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/cta/v27n3/a32v27n3.pdf>. Acesso em: 07 maio 2014.

FAULKNER, L. R.. Princípios das Titulações de Neutralização. In: SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica. 8. ed. São Paulo: Cencage Learning, 2006. Cap. 14. p. 350-374. Tradução de: Marco Tadeu Grassi.

FAVARO, M. M. A.. Extração, estabilidade e quantificação de antocianinas de frutas típicas brasileiras para aplicação como corantes. 2007. 102 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química Analítica, Departamento de Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2008. Disponível em: <http://biq.iqm.unicamp.br/arquivos/teses/vtls000441067.pdf>. Acesso em: 02 maio 2014.

FILGUEIRAS, C. A. L.. A espectroscopia e a Química: da descoberta de novos elementos ao limiar da teoria quântica. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 3, p.22-25, maio 1996.

72

FREITAS, A.. Reatividade Química e Fotoquímica de Antocianinas em Sistemas Organizados. 2005. 210 f. Tese (Doutorado) - Curso de Química, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.

GAVA, A. J.; SILVA, C. A. B.; FRIAS, J. R. G.. Microbiologia de Alimentos. In: GAVA, A. J.; SILVA, C. A. B.; FRIAS, J. R. G.. Tecnologia de alimentos: Princípios e Aplicações. São Paulo: Nobel, 2009. Cap. 2. p. 85-90.

GIROTO, J. M.; MASSON, M. L.; HARACEMIV, S. M. C.. Aminas biogênicas em embutidos cárneos e em outros alimentos. Brazilian Journal Of Food Technology, Campinas, v. 13, n. 1, p.01-10, jan./mar. 2010. Trimestral. Disponível em: <http://www.ital.sp.gov.br/bj/artigos/html/busca/PDF/v13n1398a.pdf>. Acesso em: 08 maio 2014.

GOULD, K.; DAVIES, K.; WINEFIELD, C. (Ed.). Anthocyanins: Biosynthesis, Functions, and Applications. New York: Springer, 2008. 348 p.

HEMJINDA, S.; KRZAN, A.; CHIELLINI, E.; MIERTUS, S.. (Itália). Environmentally Degradable Polymeric Materials and Plastics. Trieste: International Centre For Science And High Technology, 2007. 36 p. Disponível em: <http://institute.unido.org/documents/M8_LearningResources/ICS/41. Environmentally Degradable Polymeric Materials and Plastics- Guidelines.pdf>. Acesso em: 26 abr. 2014.

HIEFTJE, G. M.. Introdução aos Métodos Espectroquímicos. In: SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica. 8. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2013. Cap. 24. p. 670-703. Tradução de: Marco Tadeu Grassi.

HOHNOVÁ, B.; ŠŤAVÍKOVÁ, L.; KARÁSEK, P.. Determination of Anthocyanins in Red Grape Skin by Pressurised Fluid Extraction and HPLC. Czech Journal Of Food Science, Praha, v. 26, p.39-42, 2008.

HUERTA, M. E. A.; RAMOS, L. H. M.; SANTILLANA, E. J. D. L.; ALPUCHE, R. Y. S.; NIÑO, K. A.. Estudio de las propiedades fisicas de peliculas biodegradables y su posible aplicación como sistema mulching (acolchado). San Nicolás de Los Garza: Facultad de Ciencias Biológicas, 200-. 8 p.

INSTITUTO BRASILEIRO DE DEFESA DO CONSUMIDOR. Prazo de validade dos alimentos deve estar claro aos consumidores. [201?]. Disponível em: <http://www.idec.org.br/consultas/dicas-e-direitos/prazo-de-validade-dos-alimentos-deve-estar-claro-aos-consumidores>. Acesso em: 03 maio 2014.

ISO Standard 14855-1, 2005. Determination of the ultimate aerobic biodegradability of plastic materials under controlled composting conditions – Method by analysis of evolved carbon dioxide – Part 1: General method. ISO International. Disponível em: <http://www.iso.org>. Acesso em: 02 maio 2014.

JACOBI, P. R.; BESEN, G. R.. Gestão de resíduos sólidos em São Paulo: desafios da sustentabilidade. Estudos Avançados, São Paulo, v. 25, n. 71, p.135-158, jan./abr. 2011. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/ea/v25n71/10.pdf>. Acesso em: 02 maio 2014.

73

KOLLER, M.; SALERNO, A.; MUHR, A.; REITERER, A.; BRAUNEGG, G.. Polyhydroxyalkanoates: Biodegradable Polymers and Plastics from Renewable Resources. Materiali In Tehnologije. Ljubljana, p. 26-30. 2012. Disponível em: <https://online.tugraz.at/tug_online/voe_main2.getvolltext?pCurrPk=65663>. Acesso em: 01 maio 2014.

KOLYBABA, M.; TABIL, L. G.; PANIGRAHI, S.; CRERAR, W. J.; POWELL, T.; WANG, B.. Biodegradable Polymers: Past, Present, and Future. CSAE/ASAE Annual Intersectional Meeting Sponsored by the Red River Section of ASAE Quality Inn & Suites 301 3rd Avenue North Fargo, North Dakota, USA October 3-4, 2003. Disponível em: <https://biodeg.net/fichiers/Biodegradable%20Polymers%20Past,%20Present,%20and%20Future%20(Eng).pdf>. Acesso em: 03 maio 2014.

LANXESS (Alemanha). Informações do produto: Lewatit® S 6368 Sulfate. Leverkusen: Lanxess Deutschland Gmbh, 2014. 5 p.

LEIDENS, N.. Extração, Purificação e Fracionamento das Antocianinas do Bagaço de Uva. 2011. 37 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.

LOPES, T. J.; XAVIER, M. F.; QUADRI, M. G. N.; QUADRI, M. B.. Antocianinas: Uma breve revisão das características estruturais e da estabilidade. R. Bras. Agrociência, Pelotas, v. 13, n. 3, p.291-297, jul./set. 2007. Disponível em: <http://www2.ufpel.edu.br/faem/agrociencia/v13n3/artigo02.pdf>. Acesso em: 07 maio 2014.

LUENGO, R. F. A.. Armazenamento de Hortaliças. Brasília: Embrapa, 2001. 242 p.

MALMONGE, S. M.; BELEM, L. P.. Polímeros Biodegradáveis: Estrutura X Propriedades X Biodegradação. In: CONGRESSO DE PESQUISA DA UNIMEP, 4., 2007, Piracicaba. Anais... . Piracicaba: Unimep, 2007. p. 1 - 6. Disponível em: <http://www.unimep.br/phpg/mostraacademica/anais/4mostra/pdfs/103.pdf>. Acesso em: 09 maio 2014.

MELO, M. F.; LUENGO, R. F. A.; TAVARES, S. A.; LANA, M. M.; SANTOS, F. F.. Hortaliças: Rabanete. Distrito Federal: Embrapa, [s.d.].

MENDES, F. M.. Produção e Caracterização de Bioplásticos a partir do Amido de Batata. 2009. 198 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2009.

MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Lei nº 12305, de 02 de agosto de 2010. Plano Nacional de Resíduos Sólidos: Versão Preliminar para Consulta Pública. Brasília, set. 2011. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/estruturas/253/_publicacao/253_publicacao02022012041757.pdf>. Acesso em: 02 out. 2014.

MONIZ, P.. Angiospermas. 2014. Disponível em: <http://educacao.globo.com/biologia/assunto/microbiologia/angiospermas.html>. Acesso em: 23 out. 2014.

74

MOTTIN, A. C.. Produção e Caracterização de Compósitos poliméricos Poli(hidroxibutirato) (PHB) / Cloisite® 30B com aditivos plastificantes. 2011. 89 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.

NOVELLO, A. A.. Extração de antocianinas dos frutos do açaí da Mata Atlântica (Euterpe edulis Martius) e sua atuação nas atividades antioxidante e antiaterogênica em camundongos. 2011. 97 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ciência da Nutrição, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2011. Disponível em: <http://www.tede.ufv.br/tedesimplificado/tde_arquivos/34/TDE-2013-02-08T102204Z-4236/Publico/texto completo.pdf>. Acesso em: 07 maio 2014.

OLIVEIRA, G. S.. Caracterização espectroscópica e por modelagem mecânico-quântica, de compostos com potencial aplicação em dispositivos ópticos não-lineares. 2009. 108 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.

PACHEKOSKI, W. M.. Classificação dos Polímeros. Salvador: Senai Cimatec, 2010. 49 slides, color.

PEREIRA, D.; SOUSA, P.; SÁ, P.; GONÇALVES, V.. Antocianinas como corantes naturais. Coimbra: Escola Superior Agrária de Coimbra, 2007. 30 p.

PONCE, P.. Produto constituído de aditivos e agentes ativos para espumas e revestimento de embalagens biodegradáveis ou não e/ou compostáveis e método de preparação. BR nº PI0804862-2A2, 30 jun. 2008, 09 mar. 2010.

PRADELLA, J. G. C.. Biopolímeros e Intermediários Químicos. São Paulo: Centro de Gestão e Estudos Estratégicos, 2006. 119 p. Disponível em: <http://www.redetec.org.br/publique/media/tr06_biopolimeros.pdf>. Acesso em: 28 abr. 2014.

QUENTAL, A. C.; CARVALHO, F. P.; TADA, E. S.; FELISBERTI, M. I.. Blendas de PHB e seus copolímeros: miscibilidade e compatibilidade. Química Nova, São Paulo, v. 33, n. 2, p.438-446, 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v33n2/35.pdf>. Acesso em: 09 maio 2014.

RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E.. Introdução às Angiospermas. In: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E.. Biologia Vegetal. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. Cap. 18. p. 354-373. Coord. Trad. J. E. Kraus.

RESENDE, R. C.; LIMA, S. C.; SANTOS, V. A.. Uma história fascinante: os espectros e a espectroscopia. 2013. Disponível em: <http://www.on.br/ead_2013/site/conteudo/cap11-espectro/historia.html>. Acesso em: 23 nov. 2014.

REUSCH, W.. Polymers. 2013. Coordenada por IOCD. Disponível em: <https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/polymers.htm>. Acesso em: 09 maio 2014.

ROBERTSON, G. L.. Food Packaging: Principles and Practices. 2. ed. Boca Raton: CRC Press, 2006. 557 p.

75

ROBINSON, R. A.; STOKES, R. H.. Electrolyte Solutions. 2. ed. London: Butterworth & Co., 1959. 590 p.

RODRIGUES, R. R.; PIZETTA, S. C.; TEIXEIRA, A G.; REIS, E. F.; HOTT, M. O.. Produção de rabanete em diferentes disponibilidades de água no solo. Enciclopédia Biosfera, Goiânia, v. 9, n. 17, p.2121-2130, dez. 2013. Disponível em: <http://www.conhecer.org.br/enciclop/2013b/CIENCIAS AGRARIAS/PRODUCAO DE RABANETE.pdf>. Acesso em: 08 maio 2014.

ROSA, D. S.; CHUI, Q. S. H.; FILHO, R. P.; AGNELLI, J. A. M.. Avaliação da Biodegradação de Poli-β-(Hidroxibutirato), Poli-β-(Hidroxibutirato-co-valerato) e Poli-ε-(caprolactona) em Solo Compostado. Polímeros: Ciência e Tecnologia, São Carlos, v. 12, n. 4, p.311-317, out./dez.. 2002. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/po/v12n4/a15v12n4.pdf>. Acesso em: 05 maio 2014.

ROSA, D. S.; FRANCO, L. M.; CALIL, M. R.. Biodegradabilidade e Propriedades Mecânicas de Novas Misturas Poliméricas. Polímeros: Ciência e Tecnologia, São Carlos, v. 12, n. 2, p.82-88, abr./jun. 2001. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/po/v11n2/6157.pdf>. Acesso em: 09 maio 2014.

SALDANHA, T. C. B.; ARAÚJO, M. C. U.. Análise Multicomponente Simultânea por Espectrofotometria de Absorção Molecular UV-Vis. Química Nova, São Paulo, v. 22, n. 6, p.847-856, 1999. Bimestral.

SHANG, L.; FEI, Q.; ZHANG, Y. H.; WANG, X. Z.; FAN, D.; CHANG, H. N.. Thermal Properties and Biodegradability Studies of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). Ningbo: Springer Science, 2012. 6 p.

SHENOY, A. V.. Rheology of Filled Polymer Systems. Dordrecht: Kluwer Academic, 1999. 475 p.

SIRACUSA, V.; ROCCULI, P.; ROMANI, S.; ROSA, M. D.. Biodegradable polymers for food packaging: a review. Trends in Food Science & Technology, v. 19, p. 634-643, 2008.

SMOLANDER, M.. Freshness Indicators for Food Packaging. In: KERRY, J.; BUTLER, P.. Smart Packaging Technologies for Fast Moving Consumer Goods. Chichester: John Wiley & Sons, 2008. Cap. 7. p. 111-127.

SONDHEIMER, E.; KERTESZ, I.. Anthocyanin Pigments: Colorimetric Determination in Strawberries and Strawberry Products. Analytical Chemistry, New York, v. 20, n. 3, p.245-248, Mar. 1948.

SOUZA, A. C.; DITCHFIELD, C.; TADINI, C. C.. Biodegradable Films Based on Biopolymers for Food Industries. In: PASSOS, M. L.; RIBEIRO, C. P.. Innovation in Food Engineering: New Techniques and Products. Boca Raton: CRC Press, 2010. Cap. 17. p. 511-537.

SOUZA, K. A. F. D.; NEVES, V. A.. Pesquisa de açúcares redutores: prova de Benedict. Disponível em: <http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_ch/benedict.htm>. Acesso em: 16 nov. 2014.

76

SPINACÉ, M. A. S.; PAOLI, M. A. D.. A tecnologia da reciclagem de polímeros. Química Nova, São Paulo, v. 28, n. 1, p.65-72, jan./fev. 2005. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v28n1/23041.pdf>. Acesso em: 05 maio 2014.

STEVENS, P. F.. ANGIOSPERM PHYLOGENY WEBSITE. 2014. Disponível em: <http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/>. Acesso em: 23 out. 2014.

STRINGHETA, P. C.; BOBBIO, P. A.. Copigmentação de Antocianinas. Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento, Brasília, v. 1, n. 14, p.34-37, jun. 2000. Bimestral. Disponível em: <http://www.biotecnologia.com.br/revista/bio14/bio_14.pdf>. Acesso em: 17 mar. 2014.

SUGIMOTO, L.. Embalagens inteligentes interagem com o produto. Jornal da UNICAMP. Campinas, p. 5. 1 set. 2008. Disponível em: <http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/setembro2008/ju407pdf/Pag05.pdf>. Acesso em: 06 maio 2014.

TERCI, D. B. L.. Aplicações analíticas e didáticas de antocianinas extraídas de frutas. 2004. 224 f. Tese (Doutorado) - Curso de Química Analítica, Departamento de Química Analítica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2004.

TERCI, D. B. L.; ROSSI, A. V.. Indicadores Naturais de pH: Usar papel ou solução?. Química Nova, São Paulo, v. 25, n. 4, p.684-688, jul./ago. 2002.

THARANATHAN, R. N.. Biodegradable films and composite coatings: past, present and future. Trends In Food & Technology. Kidlington, p. 71-78. mar. 2003.

THIRÉ, R. M. S. M.; RIBEIRO, T. A. A.; ANDRADE, C. T.. Effect of starch addition on compression-molded poly(3-hydroxybutyrate)/starch blends. Journal Of Applied Polymer Science. Rio de Janeiro, p. 4338-4347. jun. 2006.

UFRGS (Rio Grande do Sul). Difração de raios X. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod05/m_s03.html>. Acesso em: 23 nov. 2014.

VASCONCELOS, Y.. Embalagens sofisticadas. Pesquisa Fapesp, São Paulo, v. 208, p.62-67, jun. 2013.

VEIGA-SANTOS, P.; DITCHFIELD, C.; TADINI, C. C.. Development and evaluation of a novel pH indicator biodegradable film based on cassava starch. Journal Of Applied Polymer Science, Malden, v. 120, n. 2, p.1069-1079, 15 abr. 2011.

VOGEL, A. I.. Textbook of macro and semimicro Qualitative Inorganic Analysis. 5. ed. New York: Longman, 1979. 605 p.

VOLOVA, T.. Polyhydroxyalkanoates: Plastic Material of the 21st Century. New York: Nova, 2004. 285 p.

77

VOLP, A. C. P.; RENHE, I. R. T.; BARRA, K.; STRINGHETA, P. C.. Flavonóides antocianinas: características e propriedades na nutrição e saúde. Rev. Bras. Nutr. Clin., Viçosa, v. 23, n. 2, p.141-149, 2008. Disponível em: <http://www.funcionali.com/php/admin/uploaddeartigos/Flavonoides%20antocianinas%20nutri%C3%A7%C3%A3o%20e%20sa%C3%BAde.pdf>. Acesso em: 07 maio 2014.

WIETHAUS, G.. Síntese e Caracterização de Novas Iminas com Aplicação em Óptica Não-Linear. 2010. 163 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Departamento de Química Orgânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010. Cap. 2.

WILLIAMS, G. I.; WOOL, R. P.. Composites from Natural Fibers and Soy Oil

Resins. Applied Composite Materials, Kluwer, v. 7, p.421-432, 2000

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Produção de filme biodegradável dopado com potencial indicador de qualidade para alimentos