Desenvolvimento e caracterização de filmes a base de isolado protéico de resíduos de corvina (micropogonias furnieri) e óleo de palma

Abstract

Nas últimas duas décadas, o descarte e o acúmulo de embalagens não biodegradáveis têm agravado os problemas ambientais. Uma das soluções encontradas, particularmente na área de embalagens de alimentos, é o desenvolvimento de filmes a partir de polímeros que possam substituir os materiais sintéticos. Fontes alternativas de proteína, como os resíduos de pescados, tornam-se importante, pois estes representam de 60 a 70% da matéria-prima e são descartados pelas indústrias de filetagem contribuindo com os danos ao meio ambiente. As propriedades funcionais dos filmes biodegradáveis são resultantes das características das macromoléculas utilizadas, das interações entre os constituintes envolvidos na formulação (macromolécula, solvente, plastificante e outros aditivos), dos parâmetros de fabricação (temperatura, tipo de solvente, pH, entre outras), do processo de dispersão da solução filmogênica (pulverização, espalhamento, etc.) e das condições de secagem. Um problema limitante no uso de filmes biodegradáveis a base de proteínas de pescado é a sua susceptibilidade à umidade, devido à hidrofilicidade dos aminoácidos das moléculas de proteína. O objetivo geral do trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes a base de isolado proteico de resídeos de corvina (IPC) e óleo de palma (OP). O desenvolvimento dos filmes foi estudado em duas etapas. Neste estudo utilizou-se resíduos de corvina (Micropogonias furnieri) para a obtenção do isolado protéico, glicerol como plastificante e óleo de palma para conferir hidrofobicidade ao filme. Na primeira etapa, o objetivo foi investigar o efeito das concentrações de IPC, de glicerol e do pH sobre as propriedades dos filmes de proteína de resíduos de corvina (Micropogonias furnieri). Os filmes foram avaliados quanto aos parâmetros de cor, opacidade, propriedades mecânicas, espessura, solubilidade em água, permeabilidade de vapor de água (PVA) e propriedades morfológicas. Como resultado foi observado que a opacidade e a luminosidade dos filmes não foram afetados pelas variáveis do processo. Os filmes de IPC ficaram amarelados e opacos. Apresentaramse mais claros quando elaborados com baixas concentrações de IPC e altas concentrações de glicerol nas soluções filmogênicas. A menor solubilidade em água ocorreu nos filmes com pH baixo e menores concentrações de glicerol. Com relação as propriedades mecânicas, os filmes apresentaram alta elongação e sua resistência à tração aumentou quando utilizadas maiores concentrações de IPC, menores concentrações de glicerol e pHs mais baixos.Os filmes apresentaram superficies ásperas e irregulares. Na segunda etapa foram elaborados filmes biodegradáveis de IPC contendo diferentes concentrações de óleo de palma (OP) (10 e 20 g de OP /100g de IPC) e suas propriedades de barreira, mecânicas, físico-químicas, térmicas e morfológicas foram estudadas. A adição de OP aumentou as espessuras dos filmes com 2 e 4% de IPC, no entanto a solubilidade não foi afetada pela adição do OP. Os filmes com 3 e 4% de IPC ficaram menos permeáveis a água quando incorporado 20% de OP nos mesmos. A opacidade dos filmes aumentou com a adição do OP. A incorporação do OP nos filmes resultou em uma diminuição da resistência à tração e no aumento da elongação dos filmes. Nos filmes com 2% de IPC o aumento na elongação foi significativo apenas quando adicionado 20% de OP. O aparecimento de apenas uma temperatura de fusão nos filmes sugeriu uma homogeneidade dos mesmos. A decomposição térmica dos filmes iniciou em torno de 120 -173ºC. Os filmes apresentaram uma superfície descontínua.

In the last two decades, the disposal and accumulation of non-biodegradable packaging has aggravated environmental problems. One of the solutions, particularly in the field of food packaging, is the development of films from polymers that can replace the synthetics. Alternative sources of protein such as fish waste, become important, since they constitute 60-70% of the raw material and are discarded by the industries of threading cooperating with the environmental harm. The functional properties of the biodegradable films are the result of the characteristics of the macromolecules used, the interactions between the components involved in formulating (macromolecule, solvent, plasticizer and other additives), the fabrication parameters (temperature, solvent, pH, etc.), of the dispersion process of the film solution (spraying, spreading, etc.) and drying conditions. A problem limiting the use of the biodegradable films based on fish proteins is their susceptibility to humidity because of the hydrophilicity of amino acids of protein molecules.The aim of this work was to develop and characterize films based on isolated protein croaker residue (IPC) and palm oil (OP). The development of the films was examined in two steps. In this study we used croaker residues (Micropogonias furnieri) to obtain a protein isolate, glycerol as plasticizer and palm oil to impart hydrophobicity to the film. In the first stage, the objective was to investigate the effect of concentrations of IPC, glycerol and pH on the film properties. The parameters of color, opacity, mechanical properties, thickness, water solubility, water vapor permeability (PVA) and morphological properties of the films were evaluated. As a result it was observed that the opacity and brightness of the films were not affected by process variables. The IPC films were yellowish and opaque. They were more translucent when prepared with low concentrations of IPC and high concentrations of glycerol in the filmogenic solution. The lowest solubility in water occurred on the films at low pH and low concentrations of glycerol.Regarding the mechanical properties, the films showed high elongation and its tensile strength increased when were used higher concentrations of IPC, lower concentrations of glycerol and lower pHs. Os more films had rough and irregular surfaces. In the second stage were prepared biodegradable films of IPC containing different concentrations of palm oil (OP) (10 and 20 g OP / 100g IPC) and its barrier properties, mechanical, physical, chemical, thermal and morphological characteristics were studied. The addition of OP increased thickness of the films with 2 and 4% of IPC, but the solubility was not affected by the addition of OP. The films with 3 and 4% of IPC were less permeable to water when incorporated 20% OP in the same. The opacity of the films increased with the addition of OP. The incorporation of OP in the films resulted in a decrease in tensile strength and increased elongation. In the films with the IPC 2% increase in elongation was significant only when added 20% OP. The appearance of only a melting temperature in the films proposed homogeneity thereof. Thermal decomposition of the film began around 120 -173 ° C. The films had a discontinuous surface.