EQA - Escola de Química e Alimentos
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Resultados da Pesquisa
- ItemDesenvolvimento de filmes e blendas produzidas a partir de biomateriais para aplicação em embalagens ativas(2018) Moura, Jaqueline Motta de; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaOs materiais obtidos de polímeros biodegradáveis podem ser uma alternativa para a redução do impacto ambiental provocado pelos polímeros derivados do petróleo. Materiais de diferentes origens têm sido considerados como uma matéria–prima com viabilidade técnica e econômica para o desenvolvimento de filmes. Buscando fornecer uma maneira alternativa de utilizar alguns subprodutos da pesca, filmes biodegradáveis à base de gelatina de pescado, adicionado de quitosana, com diferentes características químicas (massa molar (MV) e grau de desacetilação (GD)), incorporadas com ácidos graxos insaturados (AGIs), foram preparados e caracterizados. Estes foram caracterizados quanto suas propriedades mecânicas (resistência a tração (RT) e alongamento na ruptura (AR)), de permeação (PVA), óticas, superfície (MEV), grupos funcionais (FTIR), térmicas (DSC) e antimicrobianas na conservação de filés de merluza (Merluccius hubbsi). Em relação a RT e AR, todos os filmes em que foi adicionado quitosana na matriz apresentaram valores superiores aos filmes de gelatina e de gelatina/AGIs, destacando–se que quando utilizada quitosana de mais elevada MV, esses resultados foram mais significativos. A adição de AGIs nas soluções filmogênicas promoveu uma diminuição nos valores de PVA e RT, e um aumento bastante significativo nos valores de AR. A análise de superfície mostrou que os filmes com quitosana de maior MV apresentavam estruturas fibrosas, no entanto quando foi incorporado os AGIs estas foram amortizadas. Os filmes que apresentaram melhores resultados quanto as propriedades mecânicas e de permeação foram submetidos a testes microbiológicos na conservação de filés de merluza. Todos os filmes apresentaram atividade antimicrobiana para Staphylococcus coagulase positiva e Salmonella sp. na conservação dos filés de merluza. Estes resultados mostram que os filmes à base de gelatina de pescado com adição de quitosana e ácidos graxos insaturados são promissores como embalagens ativas na conservação de filés de pescado.
- ItemOptimization of deacetylation in the production of chitosan from shrimp waste: use of response surface methodology(Elsevier, 2007) Weska, Raquel; Moura, Jaqueline Motta de; Batista, Lucia de Moraes; Rizzi, Jaques; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaThe use of chitosan in diverse areas is directly related to the polymer’s molecular weight and degree of deacetylation, which depends on the conditions of chitin deacetylation. The aim of the present study consisted of optimization of the deacetylation stage in the production of chitosan, using the response surface methodology for the polymer’s molecular weight. Chitin was obtained from shrimp wastes and the study of deacetylation made through a factorial experimental design, where temperature and time were varied. The estimate of chitosan’s intrinsic viscosity was made by linear regression with the values of reduced viscosity and concentration, using Huggins equation for polymers. The viscosity average molecular weight of chitosan was calculated for each experiment by the equation by Mark–Houwink–Sakurada that relates the intrinsic viscosity to the polymer’s molecular weight. The optimum condition for the deacetylation reaction for molecular weight was observed at a temperature of 130 °C and in 90 min, and corresponded to a molecular weight of chitosan of about 150 kDa, and a deacetylation degree of 90%.
- ItemApplication of chitosan films for the removal of food dyes from aqueous solutions by adsorption(Elsevier, 2013) Dotto, Guilherme Luiz; Moura, Jaqueline Motta de; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaChitosan films were applied to remove acid red 18 and FD&C blue no. 2 dyes from aqueous solutions. The films were prepared by casting technique and characterized. Batch adsorption equilibrium experiments were carried out at different temperatures (298–328 K). Freundlich, Langmuir and Redlich–Peterson models were fitted to the experimental data. The thermodynamic parameters (ΔG0, ΔH0 and ΔS0) were also estimated. Kinetic study was realized using pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich models. The possible films–dyes interactions were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and color parameters. The maximum experimental adsorption capacities were 194.6 mg g−1 and 154.8 mg g−1 for the acid red 18 and FD&C blue no. 2, respectively, obtained at 298 K. It was found that the Redlich–Peterson isotherm model presented satisfactory fit with the experimental data (R2 > 0.98 and ARE < 9.00%). The adsorption process was spontaneous, favorable, exothermic, and occurred by electrostatic interactions. The Elovich model was the more appropriate to represent the adsorption kinetic data (R2 > 0.95 and ARE < 5.00%). The chitosan films maintained its structure and were easily separated from the liquid phase after the adsorption process.
- ItemEvaluation of molar weight and deacetylation degree of chitosan during chitin deacetylation reaction: Used to produce biofilm(Elsevier, 2011) Moura, Catarina Motta de; Moura, Jaqueline Motta de; Soares, Niege Madeira; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaChitosan is a polysaccharide derived from chitin, mainly of crustacean shells and shrimp wastes. The utilization of chitosan is related to the molar weight and deacetylation degree of the biopolymer. The aim of this work is to study the chitin deacetylation reaction, by the viscosity average molar weight and deacetylation degree of chitosan as a function of reaction time. Deacetylation was carried out in concentrated alkaline solution, 421 g L−1, at 130◦C and the reaction occurred during 4 h. Chitosan paste obtained after 20, 90 and 240 min was used to produce biofilms, which were characterized according water vapor permeability and mechanical properties (tensile strength and percentage tensile elongation at break). During the reaction time deacetylation degree reached 93%, and a 50% reduction in the viscosity average molar weight value in relation to the value of the first 20 min of reaction was found Both reactions presented a kinetic behavior of the pseudo-first order. Biofilm produced from the paste of chitosan with high deacetylation degree showed higher water vapor permeability (WVP), tensile strength (TS) and elongation (E) when compared to films with a low deacetylation.
- ItemEvaluation of molecular weight of Chitosan in thin-layer and spouted bed drying(Wiley-VHC, 2011) Halal, Christine; Moura, Jaqueline Motta de; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaChitosan is chitin in deacetylated form and is the main constituent of crustacean exoskeletons. Commercially, chitosan is dried in tray driers, and during the operation, polymerization may occur as the chitosan is composed of carbohydrates. The aim of this work was to analyze chitosan in spouted bed and thin-layer drying, considering viscosity average molecular weight of the chitosan samples in the process. Results showed that spouted bed-dried chitosan presented a molecular weight value similar (160 kDa) to that of the raw one (150 kDa). However, when dried on tray dryers, the molecular weight was 300 kDa, indicating that molecule polymerization occurred.
- ItemEvaluation of mechanical properties and water vapor permeability in Chitosan biofilms using Sorbitol and Glycerol(Wiley-VHC, 2012) Moura, Catarina Motta de; Moura, Jaqueline Motta de; Santos, Jaqueline Pozzada dos; Kosinski, Roberta da Costa; Dotto, Guilherme Luiz; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaChitosan biofilms were prepared with and without plasticizer (glycerol and sorbitol). The physical and mechanical properties of chitosan biofilms with and without plasticizer were evaluated. Chitosan was obtained from shrimp wastes and characterized. The film forming solution (FFS) was obtained through chitosan dissolution and drying. The solution had its pH adjusted to 6.0 and oven dried (40 8C, 24 h) with forced air circulation. Chitosan biofilms without plasticizer showed a tensile strength about 36% higher than biofilms produced with plasticizer. On the other hand, biofilms with plasticizer presented superior values of elongation. The permeability of the water vapor and color presented significant difference (p<0.05) between all biofilms. Chitosan/plasticizer biofilms showed higher values of water vapor permeability in relation to chitosan biofilms without plasticizer.
- ItemAvaliação da hidrólise alcalina da quitina e elaboração de filmes de quitosana para aplicação na adsorção do corante têxtil reativo preto 5(2014) Moura, Jaqueline Motta de; Pinto, Luiz Antonio de Almeida; Dotto, Guilherme LuizNesta pesquisa, diferentes amostras de quitosana foram produzidas por diferentes condições de hidrólise alcalina da quitina. A partir das amostras de quitosana foram produzidos filmes,sendo estes aplicados na adsorção do corante têxtil reativo preto 5 e os resultados foram comparados com os dos seus respectivos pós. Os valores das massas molares da quitosana aumentaram em função do aumento do diâmetro da quitina e diminuíram com o aumento da relação de solução NaOH:quitina, da concentração de NaOH e tempo de reação, e ficaram na faixa de 100 a 200 kDa. Um comportamento inverso foi observado para o grau de desacetilação da quitosana, e seus valores variaram de 65 a 95%. Quanto aos filmes biopoliméricos elaborados, os que apresentaram melhores valores quanto as suas propriedades mecânicas e de permeabilidade ao vapor de água foram os filmes produzidos com quitosana de mais elevada massa molar e menor grau de desacetilação. A fim de avaliar o comportamento dos filmes em processos de adsorção, estes foram aplicados na remoção do corante reativo preto 5 (RB5) em diferentes condições de pH (4, 6 e 8). Após, foram escolhidos quatro filmes de quitosana (FQ), com diferentes graus de desacetilação e massas molares, que foram comparados com as quitosanas na forma de pó (PQ) no estudo de adsorção. Este foi realizado sob diversas condições experimentais (pH, temperatura e taxa de agitação) através das isotermas de equilíbrio, da termodinâmica e da cinética. Análises de interação e ciclos de adsorção-dessorção também foram realizados. Verificou-se que PQ e FQ com grau de desacetilação de 95% e massa molar de 100 kDa foram os adsorvente mais adequados, apresentando mais de 99% de remoção do corante RB5 em pH 4,0. Para ambos, PQ e FQ, o modelo de Langmuir foi o mais adequado para representar os dados de equilíbrio. As capacidades máximas de adsorção foram 654,3 e 589,5 mg g-1 para PQ e FQ, respectivamente, obtidos a 298 K. O processo de adsorção foi espontâneo, favorável e exotérmico. A adsorção de RB5 para PQ e FQ seguiu o modelo cinético de Elovich,e ocorreram interações eletrostáticas do PQ-RB5 e do FQ-RB5. Os filmes de quitosana foram reutilizados três vezes, enquanto que a quitosana em pó não pode ser reutilizada.
- ItemObtenção de quitina a partir de carapaças de siri (maia squinado): uso de um planejamento experimental na etapa de desmineralização(FURG, 2005) Moura, Jaqueline Motta de; Ferreira, Andrio Felipe; Silva, Fernando; Rizzi, Jaques; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitina, b-(1-4)-N-acetil-D-glucosamina, é encontrada nos exoesqueletos de crustáceos, na parede celular de fungos e em outros materiais biológicos, e é através dela que se obtém a quitosana, b-(1-4)-Dglucosamina. A cidade portuária do Rio Grande/RS produz uma grande quantidade de resíduos de pescado, devido à grande concentração de indústrias pesqueiras. Como a biodegradação desses resíduos é muito lenta, o acúmulo dos mesmos torna-se um problema ambiental. O siri apresenta em sua composição 15 a 20% de quitina e um alto teor de cinzas. Este trabalho tem por objetivo a obtenção de quitina a partir de carapaças de siri, através das etapas de desmineralização, desproteinização e desodorização. Devido ao alto teor de cinzas na carapaça de siri, foi feito um planejamento experimental do tipo fatorial completo, a fim de determinar a melhor condição para a etapa de desmineralização. Os fatores de estudo foram o tempo, a concentração e a relação solução ácido/carapaça. A melhor condição de desmineralização foi no tempo de 14h, na concentração de 7% v/v, e na relação de 4:1 de solução ácido/carapaça. A quitina obtida apresentou um grau de pureza de aproximadamente 99% (umidade 4% b.u.) e um rendimento de aproximadamente 17% em relação à matéria-prima.
- ItemObtenção de quitosana a partir de carapaças de siri(2007) Weska, Raquel; Moura, Jaqueline Motta de; Rizzi, Jaques; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitosana é um biopolímero derivado da quitina, que é encontrada na carapaça e exoesqueleto de crustáceos e outras fontes. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de quitosana a partir de carapaças de siri, sendo esta caracterizada pela massa molecular, que é um dos parâmetros que define suas aplicações específicas. A quitina foi obtida pelas etapas de desmineralização, desproteinização e desodorização, e a quitosana foi produzida por desacetilação alcalina. A estimativa da viscosidade intrínseca da quitosana foi feita através de uma regressão linear com os valores da viscosidade reduzida e da concentração, utilizando a equação de Huggins, com R2 ≥ 0,99. A massa molecular da quitosana foi calculada pela equação de Mark-Houwink-Sakurada, e foi semelhante à da quitosana obtida por resíduos de camarão, em torno de 160 kDa.
- ItemSecagem de pasta de quitosana em camada delgada: Avaliação do efeito da secagem sobre o grau de Desacetilação e a massa molecular viscosimétrica(Ci. Agr. Eng, 2009) Moura, Catarina Motta de; Moura, Jaqueline Motta de; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitosana é um biopolímero derivado da quitina, sendo que esta é encon- trada na carapaça e exoesqueleto de crustáceos e outros materiais biológicos. A massa molecular e o grau de desacetilação deste biopolímero são características que determinam sua aplicação específi ca, como a produção de fi lme polimérico para revestimento de frutas e vegetais. A operação de secagem é uma importan- te etapa no processo de produção de quitosana, podendo, no entanto, ocorrer a polimerização do material durante esta operação. O objetivo deste trabalho foi determinar a massa molecular e o grau de desacetilação da quitosana obtida, uti- lizando diferentes condições de secagem em camada delgada. Os experimentos foram realizados em secador descontínuo de bandeja com escoamento paralelo do ar, nas temperaturas de 60 e 70ºC e velocidade de 3 m/s. A quitosana foi seca na forma de pellets cilíndricos, em bandeja perfurada com 3 mm de espessura e carga de sólidos de 4 kg/m2. A massa molecular e o grau de desacetilação foram determinados pelos métodos viscosimétrico e potenciométrico, respectivamente. A quitosana úmida apresentou massa molecular de 180 kDa e 87% de grau de desacetilação. Os valores da massa molecular do produto fi nal foram na faixa de 205 kDa; e não foram observadas alterações no grau de desacetilação após a secagem. O maior rendimento foi alcançado na temperatura de 70ºC.