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Tipo do documento: Dissertação
Título: Caracterização dos rizomas filhos e da fécula do mangarito (Xanthosoma mafaffa Schott) e elaboração de filmes biodegradáveis
Autor: Ávila, Rafaela de 
Primeiro orientador: Ascheri, Diego Palmiro Ramirez
Primeiro membro da banca: Passini, Roberta
Segundo membro da banca: Goncalves, Maria Assima Bittar
Resumo: As embalagens convencionais, principalmente os plásticos, constituem uma parcela significativa dos rejeitos urbanos descartados no meio ambiente. Preocupados com as questões ambientais, centros de pesquisas, empresas e governos vêm interessando e investigando as embalagens biodegradáveis, derivadas de fontes renováveis, como uma alternativa para minimizar os impactos ambientais. Neste contexto, este trabalho, que foi desenvolvido na Universidade Estadual de Goiás (UEG) em Anápolis/GO, teve como objetivo principal estudar as propriedades físicas e químicas do rizoma filho do mangarito (Xanthosoma mafaffa Schott), propriedades físicas, químicas e funcionais da fécula isolada deste e a elaboração e caracterização de filmes biodegradáveis a base da fécula, usando glicerol como agente plastificante. Inicialmente a caracterização física, composição química dos rizomas e dos grânulos de fécula isolados destes foram determinadas, assim como a morfologia dos grânulos, tamanho, viscosidade de pasta em analisador rápido de viscosidade e propriedade térmica por calorimetria diferencial de varredura. Posteriormente, utilizou-se a fécula para elaboração dos filmes biodegradáveis, mantendo constante a quantidade desta (2 g) variando a massa da solução filmogênica (SF) e a concentração do plastificante [glicerol (GLI)] na solução, seguindo um esquema experimental central composto tipo estrela, com cinco repetições no ponto central e quatro axiais. E, ao final, caracterizaram-se os filmes biodegradáveis quanto à aparência visual, por meio de microfotografias, a espessura, a solubilidade em água e a permeabilidade ao vapor de água. Aplicou-se um modelo matemático preditivo das variáveis dependentes (solubilidade e permeabilidade), fazendo uso da análise de variância (ANOVA) ao nível de 5% de probabilidade, sua otimização foi realizada pela técnica proposta para variáveis dependentes que se baseia na definição de uma função de desejabilidade (D) restrita no intervalo de [0,1] e os dados experimentais foram descritos por meio de médias e desvios-padrões, sendo processados e analisados com o auxílio do programa de análise estatística Statistica 8.0. Observou-se que os rizomas possuem uma massa média de 3,5 g, diâmetros maiores e menores com média de 23 e 15 mm, respectivamente, são altamente energéticos, constituídos principalmente de fécula e não se oxidam em contato com o ar, apresentando-se adequados x para produção de fécula. A fécula isolada apresentou pureza de 95,19% e seus grânulos forma arredondada e tamanho médio de 12,5 μm. Constatou-se que a temperatura de gelatinização da fécula ocorre entre 82,15ºC e 94,65°C. O perfil de viscosidade de pasta da fécula mostrou alta estabilidade a 95°C e grande tendência à retrogradação, sendo indicado para uso em indústria de embalagens, adesivos e alimentos. Ao aplicar a fécula, associada à água e ao glicerol na elaboração de filmes biodegradáveis, notou-se que as variações da concentração de glicerol e da espessura não influenciaram no aspecto visual dos mesmos e que as condições as quais as SF foram submetidas foram suficientes para obter filmes biodegradáveis homogêneos. Caracterizando os filmes quanto à espessura, a solubilidade em água e a permeabilidade ao vapor de água pode observar que a espessura, que obteve valores entre 0,035 a 0,081 mm, variou significativamente em função da concentração de glicerol e da quantidade de solução filmogênica (p<0,01), não dependendo da interação e o efeito dos fatores foi positivo, podendo-se alcançar um máximo de 0,086 mm para 30% de GLI e 25 g de SF, e um mínimo de 0,036 mm para 10% de GLI e 19 g de SF. Ao avaliar a solubilidade e a permeabilidade que apresentaram valores respectivos entre 9,24 e 36,22% e de 5,55x10-5 a 12,75x10-5 g (m s Pa)-1, verificou-se que há interação dos fatores glicerol versus massa de solução filmogênica e que depende do efeito sinérgico causados por estes fatores, sendo os máximos alcançados de 48,20% de solubilidade e 14,28 x 10-5 g (m s Pa)-1 de permeabilidade em filmes elaborados com 30% de glicerol e 25 g de solução filmogênica. Já os mínimos atingidos foram de 8,75% de solubilidade em filmes elaborados com 10% de GLI e 20 g de SF e 6,31 g (m s Pa)-1 de permeabilidade em filmes elaborados com 10% de GLI e 22 g de SF. Considerando os fatores desejáveis de baixas permeabilidade ao vapor de água e espessura e alta solubilidade, os filmes produzidos com 10% de glicerol e 24,73 g de solução filmogênica seriam aqueles que mais atenderiam estas características.
Abstract: Conventional packaging, especially plastics, constitute a significant portion of municipal waste discarded in the environment. Concerned with environmental issues, search centers, companies and governments come interesting and investigating the biodegradable packaging, derived from renewable sources as an alternative to minimize environmental impacts. In this context, this work, which was developed at the Universidade Estadual de Goiás (UEG) in Anapolis, Goiás, had as main objectve to study the physical and chemical properties of the comels the mangarito (Xanthosoma mafaffa Schott), properties physical, chemical and functional of starch isolated this and preparation and characterization of biodegradable films based on starch using glycerol as plasticizer. Initially the physical characterization, chemical composition of rhizomes and the of starch granules of these isolates were determined, as well as the granule morphology, size, paste viscosity in rapid viscosity analyzer and thermal properties by differential scan calorimetry. Later, starch was used for preparation of biodegradable films, keeping constant the amount of this (2 g) varying the mass of the filmogenic solution (FS) and the plasticizer [glycerol (GLY)] in the solution, following a scheme experimental central composite, star type, with five replicates the center point and four axial. And in the end, characterized the biodegradable films on the visual appearance by means of microphotographs, thickness, water solubility and water vapor permeability. We applied a mathematical model predictive of the dependent variables (solubility and permeability), using analysis of variance (ANOVA) at 5% probability, its optimization was performed by the proposed technique for dependent variables based on the definition of a desirability function (D) restricted the range of [0,1] and the experimental data were described using means and standard deviations, being processed and analyzed with the help of statistical analysis program Statistica 8.0. It was observed that the rhizomes have an average weight of 3,5 g, the average major and minor diameters of 23 and 15 mm, respectively, are highly energetic, consisting mainly of starch and does not oxidize in contact with air, presenting suitable for the production of starch. The isolated starch showed purity of 95,19% and its granules shape rounded and average size of 12,5 μm. It was found that the gelatinization temperature of starch is between 82,15°C and 94,65°C. The viscosity profile of starch pastes showed high stability at 95°C and a greater tendency to retrogradation, being indicated for use in the packaging industry, adhesives and food products. Applying the starch, associated with water and glycerol in the preparation of biodegradable films was noted that variations in glycerol concentration and thickness did not influence the visual appearance of the same and the conditions which the FS were submitted were sufficient to obtain films biodegradable homogeneous. In characterizing the films as the thickness, the water solubility and water vapor permeability can be observed that the thickness, which has values between 0,035 to 0,081 mm, varied significantly depending on the concentration of glycerol and the amount of film solution (p < 0,01), not depending on the interaction of factors and the effect was positive, may reach a maximum of 0.086 mm for 30% GLY and 25 g of FS and a minimum of 0,036 mm for 10% GLY and 19 g of SF. In assessing the solubility and permeability showed that the respective values between 9,24 and 36,22% and 5,55 x10-5 to 12,75 x10-5 g (ms Pa) -1, it was found there is interaction of glycerol versus mass of filmogenic solution and depends on the synergistic effect caused by these factors, the maximum achieved 48,20% solubility and 14,28 x 10-5 g (ms Pa) -1 permeability in films prepared with 30% glycerol and 25 g film solution and has already achieved the minimum of 8,75% solubility in films prepared with 10% GLY and 20 g of FS and 6,31 g (ms Pa) -1 permeability in films prepared with 10% GLY and 22 g of FS. Considering the desirable factors of low water vapor permeability and thickness and high solubility, films made with 10% glycerol and 24,73 g film solution would be those who would attend more of these characteristics.
Palavras-chave: Xanthosoma mafaffa Schott
Amido
Propriedades físicas
Químicas
Funcionais e térmicas do amido
Embalagens biodegradáveis
Glicerol
Propriedades físicas de solubilidade e de permeabilidade de biofilmes
Xanthosoma mafaffa Schott
Starch
Properties physical
Chemical
Functional and thermal starch
Biodegradable packaging
Glycerol
Physical properties of solubility and of permeability of biofilms
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::EMBALAGENS DE PRODUTOS ALIMENTARES
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Goiás
Sigla da instituição: UEG
Departamento: UEG ::Coordenação de Mestrado em Engenharia Agrícola
Programa: Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Engenharia Agrícola
Citação: ÁVILA, Rafaela de. Caracterização dos rizomas filhos e da fécula do mangarito (Xanthosoma mafaffa Schott) e elaboração de filmes biodegradáveis. 2011. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Câmpus Central - Sede: Anápolis – CET, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/169
Data de defesa: 1-Feb-2011
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Mestrado em Engenharia Agrícola

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