Filmes de Óxido de Índio Dopado com Estanho Depositados por Magnetron Sputtering
Produção de filme biodegradável dopado com potencial indicador de qualidade para alimentos
-
Upload
anderson-ribeiro -
Category
Documents
-
view
89 -
download
36
description
Transcript of 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
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
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
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
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
Escola Técnica Estadual Irmã Agostina
__________________________________________________
Prof.ª Márcia da Silva
Escola Técnica Estadual Irmã Agostina
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