Produção de nanopartículas de quitosana e aplicação como revestimento em blendas de amido de mandioca e poli(ácido lático)
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7694Palavras-chave:
Atividade antimicrobiana; Gelificação iônica; Extrusão termoplástica; Material biodegradável.Resumo
A quitosana é um biopolímero com ampla aplicação na área cosmética, têxtil, alimentícia e na agricultura. Neste trabalho nanopartículas de quitosana (NPQ) foram sintetizadas por gelificação iônica e foram utilizadas no recobrimento de laminados a base de blenda de amido e poli(ácido lático) (TPS/PLA) produzidas por extrusão termoplástica. Nas NPQ determinou-se o diâmetro médio, a morfologia por microscopia eletrônica de transmissão e a atividade antimicrobiana frente aos microrganismos Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Penicillium expansum e Aspergillus ochraceus. Nos laminados de TPS/PLA recobertos com NPQ foram determinadas as propriedades mecânicas e a permeabilidade ao vapor de água. As NPQ foram produzidas com êxito através do método de gelificação iônica, o diâmetro médio foi de 146,9 nm, o índice de polidisperção foi de 0,281 e apresentaram morfologia esférica. As NPQ não apresentaram atividade antimicrobiana frente aos microrganismos estudados. Entretanto, sua aplicação como recobrimento em laminados extrusados de TPS/PLA não alteraram as propriedades mecânicas e de barreira ao vapor de água e a espessura.
Referências
Abdou, E. S., Nagy, K. S. A., & Elsabee, M. Z. (2008). Extraction and characterization of chitin and chitosan from local sources. Bioresource Technology, 99(5), 1359-1367. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.051
Agulló, E., Rodríguez, M. S., Ramos, V., & Albertengo, L. (2003). Present and future role of chitin and chitosan in food. Macromolecular Bioscience, 3(10), 521-530. https://doi.org/10.1002/mabi.200300010
Alberti, M. L., Souza, S. J., Gonçalves, H., Yamashita, F., & Shirai, M. A. (2015). Efeito da adição de quitosana em laminados de amido e poli(ácido lático) produzidos por extrusão. Revista Brasileira de Pesquisa em Alimentos, 6(1), 80-90. http://doi.org/10.14685/rebrapa.v6i1.208
Bie, P., Liu, P., Yu, L., Li, X., Chen, L., & Xie, F. (2013). The properties of antimicrobial films derived from poly (lactic acid)/starch/chitosan blended matrix. Carbohydrate Polymers, 98, 959-966. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.07.004
Calvo, P., Remuñán-López, C., Vila-Jato, J. L., & Alonso, M. J. (1997). Novel hydrophilic chitosan-polyethylene oxide nanoparticles as protein carriers. Journal of Applied Polymer Science, 63(1), 125–132. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19970103)63:1<125::AID-APP13>3.0.CO;2-4
Chang, P. R., Jian, R., Yu, J., & Ma, X. (2010). Fabrication and characterization of chitosan nanoparticles/plasticised-starch composites. Food Chemistry, 120(3), 736-740. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.11.002
Chavez-Paz, L. E., Resin, A., Howard, K. A., Sutherland, D. S., & Wejse, P. L. (2011). Antimicrobial effect of chitosan nanoparticles on Streptococcus mutans biofilms. Applied and Environmental Microbiology, 77(11), 3892-3895. https://doi.org/10.1128/AEM.02941-10
Du, W. L., Niu, S. S., Xu, Y. L., Xu, Z. R., & Fan, C. L. (2009). Antibacterial activity of chitosan tripolyphosphate nanoparticles loaded with various metal ions. Carbohydrate Polymers, 75(3), 385-389. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.07.039
Elsabee, M. Z., & Abdou, E. S. (2013). Chitosan based edible films and coatings: A review. Material Science and Engineering C, 33(4), 1819-1841. https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.01.010
Ju, S., Zhang, F., Duan, J., & Jiang, J. (2020). Characterization of bacterial cellulose composite films incorporated with bulk chitosan and chitosan nanoparticles: A comparative study. Carbohydrate Polymers, 237, 116167. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116167
Kumari, A., Yadav, S. K., & Yadav, S. C. (2010). Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 75(1), 1-18. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2009.09.001
Lorevice, M. V., Moura M. R., & Mattoso L. H. C. (2014). Nanocompósito de polpa de mamão e nanopartículas de quitosana para aplilcação em embalagens. Química Nova, 37(6), 931-936. http://dx.doi.org/10.5935/0100-4042.20140174
Lorevice, M. V., Otoni, C. G., Moura M. R., & Mattoso L. H. C. (2016). Chitosan nanoparticles on the improvement of thermal, barrier, and mechanical properties of high- and low-methyl pectin films. Food Hydrocolloids, 52, 732-740. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.08.003
Mohamed, S. A. A., El-Sakhawy, M., & El-Sakhawy, M. A. (2020). Polysaccharides, Protein and Lipid -Based Natural Edible Films in Food Packaging: A Review. Carbohydrate Polymers, 238, 116178. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116178
Moura, M. R., Aouada, F. A., Avena-Bustillos, R. J., Mchugh, T. H., Krochta, J. M., & Mattoso, L. H. C. (2009). Improved barrier and mechanical properties of novel hydroxypropyl methylcellulose edible films witch chitosan/tripolyphosphate nanoparticles. Journal of Food Engineering, 92, 448-453. http://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.12.015
Neves, A. L. P., Milioli, C. C., Müller, L., Riella, H. G., Kuhnen, N. C., & Stulzer, H. K. (2014). Factorial design as tool in chitosan nanoparticles development by ionic gelation technique. Colloids and Surfaces: Physicochemical and Engineering Aspects, 445, 34-39. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2013.12.058
Pedro, R.O., Takaki, M., Gorayeb, T. C. C., Bianchi, V. L., Thomeo, J. C., Tiera, M. J., & Tiera, V. A. O. (2013). Synthesis, characterization and antifungal activity of quaternary derivatives of chitosan on Aspergillus flavus. Microbiological Research, 168(1), 50-55. https://doi.org/10.1016/j.micres.2012.06.006
Pizzoli, A. P. O., Marchiore, N. G., Souza, S. J., Santos, P. F., Gonçalves, O. H., Yamashita, F., Shirai, M. A., & Leimann, F. V. (2016). Antimicrobial PLA/TPS/gelatin sheets with enzymatically crosslinked surface containing silver nanoparticles. Journal of Applied Polymer Science, 133(8), 43039. https://doi.org/10.1002/app.43039
Pizzoli, A. P. O., Yamashita, F, Gonçalves, O. H., Shirai, M. A., & Leimann, F. V. (2017). The effect of gelatin amount on the properties of PLA/TPS/gelatin extruded sheets. Polímeros, 27(1), 27-34. https://doi.org/10.1590/0104-1428.2181
Qi, L., Xu, Z., Jiang, X., Hu, C., & Zou, X. (2004). Preparation and bacterial activity of chitosan nanoparticles. Carbohydrate Research, 339(16), 2693-2700. https://doi.org/10.1016/j.carres.2004.09.007
Ravi Kumar, M. N. V. (2000). A review of chitin and chitosan applications. Reactive and Functional Polymers, 46(1), 1–27. https://doi.org/10.1016/S1381-5148(00)00038-9
Reis, M. O., Olivato, J. B., Bilck, A. P., Zanela, J., Grossmann, M. V. E., & Yamashita, F. (2018). Biodegradable trays of thermoplastic starch/poly(lactic acid) coated with beeswax. Industrial Crops and Products, 112, 481-487. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.12.045
Rodrigues, G. A., Santos, W. de O. dos, Malpass, G. R. P., Okura, M. H., Sanfelice, R. C., & Granato, A. C. (2020). Evaluation of the physicochemical and antibacterial properties of films based on biopolymers incorporating Zingiber officinale extract. Research, Society and Development, 9(8), e618986199. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.6199
Sathiyabama, M., & Parthasarathy, R. (2016). Biological preparation of chitosan nanoparticles and its in vitro antifungal efficacy against some phytopathogenic fungi. Carbohydrate Polymers, 151, 321-325. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.033
Shirai, M. A., Müller, C. M. O., Grossmann, M. V. E., & Yamashita, F. (2015). Adipate and citrate esters as plasticizers for poly (lactic acid)/thermoplastic starch sheets. Journal of Polymer and Environment, 23(1), 54-61. https://doi.org/10.1007/s10924-014-0680-9
Soares, F. C., Yamashita, F., Müller, C. M. O., & Pires, A. T. N. (2013). Thermoplastic starch/poly(lactic acid) sheets coated with cross-linked chitosan. Polymer Testing, 32(1), 94-98. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2012.09.005
Sullivan, D. J., Cruz-Romero, M., Collins, T., Cummins, E., Kerry, J. P., & Morris, M. A. (2018). Synthesis of monodisperse chitosan nanoparticles. Food Hydrocolloids, 83, 355-364. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.05.010
Yam K. L., Takhistov P. T., & Miltz J. (2005). Intelligent Packaging: Concepts and applications. Journal of Food Science, 70(1), 1-10. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2005.tb09052.x
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2020 Marcella Vitoria Galindo; Isabela dos Santos Paglione; Alexandre Rodrigo Coelho; Fernanda Vitória Leimann; Marianne Ayumi Shirai
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
