Desenvolvimento de nanofibras utilizando biocompostos microalgais com ação antioxidante e indicadores de pH
Autor: Juliana Botelho Moreira (Currículo Lattes)
Resumo
A proteína e ficocianina de origem microalgal podem ser utilizadas para o desenvolvimento de nanofibras, apresentando características de biodegradabilidade e bioatividade. No entanto, para que ocorra a formação de nanofibras com proteína é necessário tratamento ácido, alcalino ou aquecimento, assim como formação de blendas com outros polímeros como o poli (óxido de etileno) (PEO). Devido a mudança da sua coloração frente a variação de pH, a ficocianina pode ser adicionada em fibras com o intuito de desenvolver indicador de pH. Para a produção de nanofibras poliméricas com aplicação em embalagens de alimentos, o PEO e poli (ácido lático) (PLA) também ganham destaque, uma vez que são biodegradáveis, renováveis e compatíveis com os polímeros sintéticos. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho foi desenvolver nanofibras poliméricas utilizando biocompostos de origem microalgal com ação antioxidante e sensíveis a alteração do pH. Inicialmente foi avaliado o efeito do aquecimento do PEO em soluções alcalinas e ácidas na formação de nanofibras utilizando proteína concentrada de Spirulina sp. LEB 18. Com a maior concentração de proteína (10 %, m.m-1), o diâmetro médio das nanofibras foi de aproximadamente 450 nm. Para as nanofibras desenvolvidas com 5 % (m.m-1) de proteína concentrada, os picos no espectro FTIR foram observados a 1641 cm-1 (amida I) e 1533 cm-1 (amida II). Além disso, o incremento da concentração de proteína de 5 para 10 % (m.m-1) aumentou a temperatura inicial de degradação das nanofibras em 34 °C. Analisada a melhor condição para o desenvolvimento de nanofibras a base de proteína microalgal (solução ácida e aquecimento do PEO), foi estudada a adição ficocianina para avaliar o potencial de aplicação em embalagens bioativas. Nanofibras uniformes contendo ficocianina foram obtidas, apresentando diâmetro médio de 269, 314 e 542 nm ao utilizar 5, 7,5 e 10 % (m.m-1) de proteína concentrada de Spirulina sp. LEB 18, respectivamente. As nanofibras desenvolvidas com 7,5 % (m.m-1) de proteína concentrada e 2 % (m.m-1) de ficocianina apresentaram potencial antioxidante pelos métodos ABTS+ e DPPH. Para desenvolver indicador de pH foram produzidas nanofibras de PLA/PEO contendo ficocianina. As soluções foram preparadas com PLA (9 %, m.v-1) e PEO (3 %, m.v-1), sendo utilizada a proporção 9:1, respectivamente. A ficocianina foi avaliada nas concentrações 2, 3, 4, 5 e 6 % (m.v-1). Nanofibras uniformes de PLA/PEO foram obtidas com 2 e 3 % (m.v-1) de ficocianina. Ao utilizar o coletor rotatório foi obtido diâmetro médio de 921 nm para as fibras desenvolvidas com 3 % (m.v-1) do corante. As nanofibras de PLA/PEO com 2 e 3 % (m.v-1) de ficocianina apresentaram eficiência de encapsulação de 80,7 e 71,4 %, respectivamente. As fibras contendo 3 % (m.v-1) do pigmento foram as que apresentaram as melhores respostas quanto a percepção de mudança de cor (E). A maioria (60 %) dos valores de E encontrada para essas nanofibras foram superiores a 12, indicando mudança absoluta de cor. Além disso, foi verificada influência da espessura das nanofibras no valor de E. Com a maior espessura das nanofibras desenvolvidas a partir de 3 % (m.v-1) de ficocianina foi possível obter 76 % dos resultados de E acima de 12. Desta forma, biocompostos microalgais podem ser utilizados para o desenvolvimento de nanofibras bioativas e indicadoras de pH com potencial aplicação para embalagem de alimentos. Além disso, a adição da ficocianina em nanofibras PLA/PEO como indicador de pH é alternativa promissora para aplicação na área de embalagem inteligentes.