Incorporação de biocompostos de açaí e microalgas em nanofibras com potencial para aplicação em embalagens
Autor: Cleber Klasener da Silva (Currículo Lattes)
Resumo
O crescimento da população mundial eleva a demanda por bens de consumo e alimentos, por consequência o impacto ambiental oriundo da atividade industrial. Dessa forma se faz necessário encontrar alternativas sustentáveis para as atividades produtivas. Nesse contexto duas áreas podem ser destacadas: a biotecnologia e a nanotecnologia. Dentro dos processos biotecnológicos pode-se utilizar micro-organismos fotossintetizantes com as microalgas para obtenção de compostos de interesse como corantes, lipídios e proteínas. Esses compostos podem ser aplicados em nanoestruturas como nanofibras, aliando-se assim as duas áreas. Isso permite o desenvolvimento de materiais que auxiliam a conservação de alimentos, reduzindo o desperdício, e por consequência, a demanda por recursos naturais. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou avaliar a produção de biocompostos e crescimento de microalgas cultivadas em diferentes fontes de carbono e desenvolver nanofibras poliméricas contendo extratos pigmentados de açaí e microalgas utilizando a técnica de electrospinning. Na etapa de estudo com as microalgas, primeiramente foram avaliados regimes de cultivo e fontes de carbono para o crescimento de Chlamydomonas komma e Parachlorella kessleri. C. komma demonstrou melhor crescimento em regime mixotrófico, combinando 3 % (m v-1) de CO2 e 1000 mg L-1 de xilose, enquanto P. kessleri obteve maior crescimento em regime mixotrófico utilizando 5000 mg L-1 de glicose combinada com 3 % (m v-1) de CO2. Em um segundo momento, foi avaliada a produção de biomassa, lipídios e pigmentos por C. komma, P. kessleri, C. fusca e Spirulina sp. LEB 18 cultivadas com xilose e modificações na concentração de nitrogênio no meio de cultura. Ao combinar xilose e privação de nitrogênio no meio, ocorreu incremento máximo em lipídios neutros de 89 % para C. fusca, 580 % para C. komma, 4424 % para P. kessleri e 8131 % para Spirulina sp. LEB 18. A segunda etapa, que consistiu em aplicar os pigmentos de açaí e microalgas como indicadores em nanofibras, dando origem ao sensor colorimétrico também foi dividida em dois momentos. Primeiramente, foram definidas as condições de produção das nanofibras compostas por policaprolactona (PCL), poli-óxido de polietileno (PEO) e extrato de açaí. As fibras produzidas apresentaram diâmetro médio de 1635 nm e diferença de cor total () superior a 5, valor que corresponde a capacidade humana de diferenciação de cores. Em seguida foi desenvolvido um sensor com adição de extratos microalgal e de açaí. O novo sensor produzido apresentou diâmetro médio de fibras de 860 nm e capacidade de variação de cor frente a variações de pH perceptíveis a pessoas não treinada ( > 5). As fibras contendo 3 % de extrato de açaí e 1,5 % de extrato microalgal respondem rapidamente a variação de pH do meio, variando sua cor de vermelho em pH ácido a cinza em pHs básicos. Por fim, foi avaliado o comportamento do sensor ao entrar em contato com aditivos alimentares. Dentre esses, destacam se positivamente a pectina e a gelatina que elevaram a resposta do sensor em até 600 % e, negativamente goma arábica, hidróxido de amônio e ácido ascórbico que reduziram a eficácia do sensor em até 90 %. Espera-se com este trabalho, ter contribuído com a comunidade acadêmica via produção intelectual e sociedade pela criação de dispositivo capaz de informar a população sobre a qualidade de alimentos.