DESENVOLVIMENTO DE FILMES POLIMÉRICOS BIODEGRADÁVEIS À BASE DO AMIDO EXTRAÍDO DO BABAÇU E DE MILHO PARA APLICAÇÃO EM EMBALAGENS DE ALIMENTOS.

Abstract

RESUMO: O amido de milho é vastamente utilizado no desenvolvimento de filmes poliméricos para embalagens de alimentos, mas nas últimas décadas, muito tem sido pesquisado sobre amidos extraídos de fontes não convencionais para essa categoria de aplicação. Neste estudo, foram desenvolvidos filmes biodegradáveis de Ecovio (PLA/PBAT (poli(ácido láctico) /poli(butileno adipato co-tereftalato)) adicionando amido de milho comercial ou amido extraído do mesocarpo de babaçu nas proporções de 1, 3 e 5 % com o objetivo de comparar e explorar o potencial da adição do amido do mesocarpo de babaçu em relação ao amido de milho para aplicações na indústria de embalagens de alimentos. A caracterização foi dividida em três etapas; inicialmente os amidos foram caracterizados e comparados quanto à sua morfologia, composição química, estabilidade térmica e viabilidade para fabricação de filmes. Análise comparativa entre os dois mostrou que o amido de babaçu apresenta maiores proporções de lipídios e proteínas do que o de milho, que os grânulos de amido do mesocarpo de babaçu tinham formato oval e alguns exibiam superfícies descamadas e fraturadas, enquanto os grânulos do amido de milho exibiram formas poligonais com superfícies lisas e sem agregados. A análise de difração revelou dois tipos diferentes de formas cristalinas para ambos os amidos. Quanto ao comportamento térmico, o amido nativo apresentou-se menos estável termicamente do que o comercial. Em um segundo momento, filmes à base de Ecovio contendo amido de milho comercial e amido extraído do mesocarpo de babaçu foram produzidos por extrusão plana e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de luz visível, colorimetria, ângulo de contato, espectroscopia infravermelho e por difratometria de raios X. Os resultados indicaram que a cor, molhabilidade e a superfície dos filmes dependeram da fonte de amido adicionado. Os plásticos contendo amido de mesocarpo de babaçu apresentaram superfícies mais ásperas e opacas com maior resistência à água do que aqueles com amido de milho. Em um terceiro momento, foram avaliadas as propriedades térmicas, mecânicas e de barreira dos filmes. Os resultados obtidos não mostraram, apesar da diferença das fontes botânicas, dependência do tipo de amido, mas estão associadas ao teor de amido, ao efeito nucleante dos amidos na matriz e à mobilidade das cadeias dos polímeros que compõem o filme. As curvas das propriedades térmicas indicaram, para todos os filmes, um sistema bifásico com a presença de dois picos de degradação, de fusão e de transição vítrea, um atribuído ao PLA e outro ao PBAT, ambos componentes da blenda Ecovio. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que os filmes com amido exibiram comportamento semelhante ao da fase dispersa (PLA). Filmes com altos valores de resistência a tração, de módulo de elasticidade e de resistência à de ruptura e de baixos valores de alongamento máximo e de ruptura foram obtidos. As análises das propriedades de barreira mostraram que os amidos promoveram incrementos nos valores de permeabilidade ao vapor de água e redução nos valores de solubilidade nos filmes.----------ABSTRACT: Corn starch is widely used in the development of polymeric films for food packaging, but in recent decades, much research has been conducted on starches extracted from unconventional sources for this application category. In this study, biodegradable Ecovio (PLA/PBAT (poly(lactic acid)/poly(butylene adipate co-terephthalate)) films were developed by adding commercial corn starch and starch extracted from babassu mesocarp at the proportions of 1, 3 and 5 % with the aim of comparing and exploring the potential of adding babassu mesocarp starch versus corn starch for applications in the food packaging industry. The characterization was divided into three steps, initially the starches were characterized and compared regarding their morphology, chemical composition, thermal stability and viability for film manufacturing. Comparative analysis between the two showed that babassu starch has higher proportions of lipids and proteins than corn starch, that the babassu mesocarp starch granules were oval shaped and some exhibited flaking and fractured surfaces, while the corn starch granules exhibited polygonal shapes with smooth surfaces and no aggregates. The diffraction analysis revealed two different types of crystalline shapes for both starches, as for the thermal behavior, the native starch presented less thermally stable than the commercial one. In a second step, Ecovio-based films containing commercial corn starch and starch extracted from babassu mesocarp were produced by flat extrusion and characterized by scanning electron microscopy, visible light spectroscopy, colorimetry, contact angle, infrared spectroscopy and by X-ray diffractometry. The results indicated that the color, wettability and surface of the films depended on the source of starch added, the plastics containing babassu mesocarp starch showed rougher and more opaque surfaces with higher water resistance than those with corn starch. In a third moment, the thermal, mechanical and barrier properties of the films were evaluated, the results obtained did not show, despite the difference of botanical sources, dependence on the starch, but are associated with the starch content, the nucleating effect of starches in the matrix and the mobility of the polymer chains that compose the film. The curves of the thermal properties indicated for all films a two-phase system with the presence of two degradation peaks, melting and glass transition, one attributed to PLA and the other to PBAT, both components of the Ecovio blends. The results of the mechanical properties showed that the films with starch exhibited similar behavior to the dispersed PLA phase, films with high values of tensile strength, modulus of elasticity and tensile strength and low values of maximum elongation and rupture. The barrier properties analyses showed that the starches promoted increases in water vapor permeability values and reduction in solubility values in the films.