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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Social

Tipo do Documento: Tese

Título: HYDROXYPROPYL METHYLCELLULOSE-TIO2 AND GELATINTIO2 PHOTOCATALYTIC NANOCOMPOSITES APPLIED IN FRUIT POSTHARVEST FOR ETHYLENE SCAVENGING

Orientador
  • ALCILENE RODRIGUES MONTEIRO FRITZ
Aluno
  • JESSICA DE MATOS FONSECA

Conteúdo

Prolongar a vida útil de alimentos frescos como os frutos climatéricos é um desafio para a indústria de alimentos. esse grupo de frutos exibe um aumento de respiração e produção do fitormônio etileno, que gerencia a síntese de enzimas de degradação, no início do estágio de maturação. ambos os processos aceleram a atividade metabólica do fruto e o seu amadurecimento. embora existam várias tecnologias aplicadas à preservação de frutos, eles podem requerer alto investimento, produzir compostos tóxicos ou favorecer desordens fisiológicas indesejáveis que comprometem a qualidade sensorial e microbiológica dos frutos. essas limitações motivaram a elaboração desta tese, a qual objetivou desenvolver de um material inovador, de baixo custo, sustentável e capaz de sequestrar etileno sem causar danos físicos ao fruto. a tecnologia pós-colheita proposta trata-se de redes de espuma de polietileno expandido (epe) revestidas com nanocompósito fotocatalítico à base de gelatina e dióxido de titânio (tio2) capaz de degradar etileno sob luz uv-a (¿ = 315-400 nm). assim, esta tese foi dividida em três etapas experimentais. na primeira etapa, foi estudado o efeito de diferentes concentrações de tio2 (0 – 2 % m/m) nas propriedades físico-químicas e estruturais de nanocompósitos à base de matrizes biopoliméricas com diferentes hidrofilicidades (hidroxipropilmetilcelulose- hpmc e gelatina) na forma de filmes preparados por casting. os filmes de gelatina-tio2 mostraram ser mais resistentes à água e ao aumento de opacidade com a incorporação de tio2, sugerindo melhor dispersão do fotocatalisador. na segunda etapa, a atividade fotocatalítica dos filmes sobre o etileno foi testada. os filmes de gelatina-tio2 contendo 1 % m/m tio2 (gel-1%tio2) apresentaram a maior constante de taxa de reação (kapp= 0.186 ± 0.021 min-1). portanto, essa formulação foi utilizada no recobrimento das espumas de epe, o qual foi realizado por imersão. dentre os números de camadas de cobertura avaliados (0 – 4), a bicamada de gel-1%tio2 sobre o epe (epe-2x-gel-1%tio2) foi mais eficiente na degradação de etileno (18.212 ± 1.157 ppmv m2 ¿g_(¿tio¿_2 )¿^(-1)) do que na sua forma de filme (13.297 ± 0.178 ppmv m2 ¿g_(¿tio¿_2 )¿^(-1)). a geometria 3d do epe aumentou a área superficial fotocatalítica melhorando o desempenho do nanocompósito. na última etapa, as redes epe-2x-gel-1%tio2 foram testadas in vivo. mamões (carica papaya l. cv. 'golden') foram utilizados como modelo de fruto climatérico e armazenados sob luz uv-a à 30 ± 1°c e ur = 85 % por 4 dias. os frutos embrulhados em epe-2x-gel-1%tio2 apresentaram acúmulo de etileno 60% menor do que frutos embrulhados em epe puro, redução das tprolongar a vida útil de alimentos frescos como os frutos climatéricos é um desafio para a indústria de alimentos. esse grupo de frutos exibe um aumento de respiração e produção do fitormônio etileno, que gerencia a síntese de enzimas de degradação, no início do estágio de maturação. ambos os processos aceleram a atividade metabólica do fruto e o seu amadurecimento. embora existam várias tecnologias aplicadas à preservação de frutos, eles podem requerer alto investimento, produzir compostos tóxicos ou favorecer desordens fisiológicas indesejáveis que comprometem a qualidade sensorial e microbiológica dos frutos. essas limitações motivaram a elaboração desta tese, a qual objetivou desenvolver de um material inovador, de baixo custo, sustentável e capaz de sequestrar etileno sem causar danos físicos ao fruto. a tecnologia pós-colheita proposta trata-se de redes de espuma de polietileno expandido (epe) revestidas com nanocompósito fotocatalítico à base de gelatina e dióxido de titânio (tio2) capaz de degradar etileno sob luz uv-a (¿ = 315-400 nm). assim, esta tese foi dividida em três etapas experimentais. na primeira etapa, foi estudado o efeito de diferentes concentrações de tio2 (0 – 2 % m/m) nas propriedades físico-químicas e estruturais de nanocompósitos à base de matrizes biopoliméricas com diferentes hidrofilicidades (hidroxipropilmetilcelulose- hpmc e gelatina) na forma de filmes preparados por casting. os filmes de gelatina-tio2 mostraram ser mais resistentes à água e ao aumento de opacidade com a incorporação de tio2, sugerindo melhor dispersão do fotocatalisador. na segunda etapa, a atividade fotocatalítica dos filmes sobre o etileno foi testada. os filmes de gelatina-tio2 contendo 1 % m/m tio2 (gel-1%tio2) apresentaram a maior constante de taxa de reação (kapp= 0.186 ± 0.021 min-1). portanto, essa formulação foi utilizada no recobrimento das espumas de epe, o qual foi realizado por imersão. dentre os números de camadas de cobertura avaliados (0 – 4), a bicamada de gel-1%tio2 sobre o epe (epe-2x-gel-1%tio2) foi mais eficiente na degradação de etileno (18.212 ± 1.157 ppmv m2 ¿g_(¿tio¿_2 )¿^(-1)) do que na sua forma de filme (13.297 ± 0.178 ppmv m2 ¿g_(¿tio¿_2 )¿^(-1)). a geometria 3d do epe aumentou a área superficial fotocatalítica melhorando o desempenho do nanocompósito. na última etapa, as redes epe-2x-gel-1%tio2 foram testadas in vivo. mamões (carica papaya l. cv. 'golden') foram utilizados como modelo de fruto climatérico e armazenados sob luz uv-a à 30 ± 1°c e ur = 85 % por 4 dias. os frutos embrulhados em epe-2x-gel-1%tio2 apresentaram acúmulo de etileno 60% menor do que frutos embrulhados em epe puro, redução das taxas de produção de etileno e respiração no pico climatérico, ausência de crescimento visual de fungos e maior preservação da cor verde da casca, cor amarela da polpa e firmeza. esses resultados mostraram que o material epe-2x-gel-1%tio2 reduziu a produção autocatalítica de etileno sem causar desordens fisiológicas nos mamões. além disso, a remoção do etileno do ambiente provavelmente diminuiu a atividade metabólica dos frutos, retardando a degradação enzimática de pigmentos (clorofila) e macromoléculas estruturais (pectinas). assim, a tecnologia inovadora desenvolvida eficientemente retardou o amadurecimento dos mamões, exibindo elevado potencial para aplicação agroindustrial. taxas de produção de etileno e respiração no pico climatérico, ausência de crescimento visual de fungos e maior preservação da cor verde da casca, cor amarela da polpa e firmeza. esses resultados mostraram que o material epe-2x-gel-1%tio2 reduziu a produção autocatalítica de etileno sem causar desordens fisiológicas nos mamões. além disso, a remoção do etileno do ambiente provavelmente diminuiu a atividade metabólica dos frutos, retardando a degradação enzimática de pigmentos (clorofila) e macromoléculas estruturais (pectinas). assim, a tecnologia inovadora desenvolvida eficientemente retardou o amadurecimento dos mamões, exibindo elevado potencial para aplicação agroindustrial.

Índice de Shannon: 3.27535

Índice de Gini: 0.833666

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
2,52% 34,59% 3,00% 2,25% 2,29% 4,59% 5,19% 3,97% 7,50% 2,56% 3,43% 16,25% 2,82% 4,55% 2,63% 1,87%
ODS Predominates
ODS 2
ODS 1

2,52%

ODS 2

34,59%

ODS 3

3,00%

ODS 4

2,25%

ODS 5

2,29%

ODS 6

4,59%

ODS 7

5,19%

ODS 8

3,97%

ODS 9

7,50%

ODS 10

2,56%

ODS 11

3,43%

ODS 12

16,25%

ODS 13

2,82%

ODS 14

4,55%

ODS 15

2,63%

ODS 16

1,87%