Efeito da adição de ácidos orgânicos e óleo de semente de uva em filmes à base de proteína de soja isolada
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Palavras-chave em Inglês: | |
| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/10183/296399 |
Resumo: | Este trabalho teve como objetivo a produção e caracterização de filmes biodegradáveis e sustentáveis à base de proteína de soja isolada (PSI), modificados com ácidos orgânicos (ácido málico, AM, e ácido tânico, AT) e óleo de semente de uva (OSU), a fim de investigar os efeitos dos aditivos em suas propriedades estruturais, físicas, químicas, térmicas e antioxidantes. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira, investigou-se a influência de diferentes concentrações de AM e AT nas propriedades dos filmes de PSI. Os resultados mostraram que ambos os ácidos promoveram redução no brilho provavelmente decorrente de um rearranjo estrutural das cadeias proteicas, confirmado por análise de infravermelho. Os filmes apresentaram melhora na resistência à umidade e água, embora ainda com limitações em imersão prolongada. O desempenho térmico mostrou-se pouco afetado, mas houve indicação de maior compactação da matriz polimérica (possibilidade de ligações cruzadas) e maior estabilidade térmica nos filmes contendo AT. As formulações contendo 3 e 5% de AT foram selecionadas para a segunda etapa, na qual foi avaliado o efeito combinado da adição de AT e OSU em diferentes concentrações. Os filmes contendo OSU mantiveram coloração estável, mas apresentaram alterações no brilho e possível aumento de porosidade, especialmente em maiores concentrações de óleo, o que contribuiu para maior absorção de água, contrariando o efeito esperado. As análises estruturais sugeriram interação do óleo com a matriz proteica e possível competição com o AT por sítios de ligação, sem comprometer a estrutura proteica principal. A análise morfológica indicou que a adição de AT e OSU promoveu heterogeneidade superficial nos filmes, com presença de partículas e gotas dispersas. Isto refletiu na alta variabilidade das propriedades mecânicas. A atividade antioxidante foi mais pronunciada na formulação com 1% de OSU, conforme confirmado por ensaio de inibição do radical DPPH•. Ao mesmo tempo, as análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC) com tempo de indução oxidativa (OIT), assim como a análise termogravimétrica (TGA), indicaram que a combinação de AT e OSU desacelerou a cinética de degradação térmica oxidativa dos filmes. De forma geral, os filmes de PSI modificados com AT e OSU demonstraram-se promissores para aplicações em embalagens biodegradáveis. As melhorias observadas na resistência à umidade, estabilidade térmica e capacidade antioxidante indicam um avanço significativo em relação ao filme controle. No entanto, desafios persistem quanto à integridade em ambientes aquosos e à homogeneidade da matriz, principalmente nas formulações com óleo, indicando a necessidade de estudos adicionais para a otimização do processo de formulação. Este trabalho contribui para o avanço da pesquisa em materiais sustentáveis, reforçando o potencial da combinação de biopolímeros, ácidos orgânicos e compostos naturais na produção de embalagens funcionais e ecologicamente sustentáveis. |
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Oliveira, Alessandra Soares deSantana, Ruth Marlene Campomanes2025-09-09T06:56:27Z2025http://hdl.handle.net/10183/296399001291628Este trabalho teve como objetivo a produção e caracterização de filmes biodegradáveis e sustentáveis à base de proteína de soja isolada (PSI), modificados com ácidos orgânicos (ácido málico, AM, e ácido tânico, AT) e óleo de semente de uva (OSU), a fim de investigar os efeitos dos aditivos em suas propriedades estruturais, físicas, químicas, térmicas e antioxidantes. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira, investigou-se a influência de diferentes concentrações de AM e AT nas propriedades dos filmes de PSI. Os resultados mostraram que ambos os ácidos promoveram redução no brilho provavelmente decorrente de um rearranjo estrutural das cadeias proteicas, confirmado por análise de infravermelho. Os filmes apresentaram melhora na resistência à umidade e água, embora ainda com limitações em imersão prolongada. O desempenho térmico mostrou-se pouco afetado, mas houve indicação de maior compactação da matriz polimérica (possibilidade de ligações cruzadas) e maior estabilidade térmica nos filmes contendo AT. As formulações contendo 3 e 5% de AT foram selecionadas para a segunda etapa, na qual foi avaliado o efeito combinado da adição de AT e OSU em diferentes concentrações. Os filmes contendo OSU mantiveram coloração estável, mas apresentaram alterações no brilho e possível aumento de porosidade, especialmente em maiores concentrações de óleo, o que contribuiu para maior absorção de água, contrariando o efeito esperado. As análises estruturais sugeriram interação do óleo com a matriz proteica e possível competição com o AT por sítios de ligação, sem comprometer a estrutura proteica principal. A análise morfológica indicou que a adição de AT e OSU promoveu heterogeneidade superficial nos filmes, com presença de partículas e gotas dispersas. Isto refletiu na alta variabilidade das propriedades mecânicas. A atividade antioxidante foi mais pronunciada na formulação com 1% de OSU, conforme confirmado por ensaio de inibição do radical DPPH•. Ao mesmo tempo, as análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC) com tempo de indução oxidativa (OIT), assim como a análise termogravimétrica (TGA), indicaram que a combinação de AT e OSU desacelerou a cinética de degradação térmica oxidativa dos filmes. De forma geral, os filmes de PSI modificados com AT e OSU demonstraram-se promissores para aplicações em embalagens biodegradáveis. As melhorias observadas na resistência à umidade, estabilidade térmica e capacidade antioxidante indicam um avanço significativo em relação ao filme controle. No entanto, desafios persistem quanto à integridade em ambientes aquosos e à homogeneidade da matriz, principalmente nas formulações com óleo, indicando a necessidade de estudos adicionais para a otimização do processo de formulação. Este trabalho contribui para o avanço da pesquisa em materiais sustentáveis, reforçando o potencial da combinação de biopolímeros, ácidos orgânicos e compostos naturais na produção de embalagens funcionais e ecologicamente sustentáveis.The aim of this work was to produce and characterize biodegradable and sustainable films based on soy protein isolate (PSI), modified with organic acids (malic acid, AM, and tannic acid, AT) and grape seed oil (OSU), in order to investigate the effects of the additives on their structural, physical, chemical, thermal and antioxidant properties. The work was carried out in two stages. In the first, the influence of different concentrations of AM and AT on the properties of PSI films was investigated. The results showed that both acids caused a reduction in gloss, probably due to a structural rearrangement of the protein chains, confirmed by infrared analysis. The films showed an improvement in resistance to moisture and water, although still with limitations in prolonged immersion. There was little effect on the thermal performance, with an indication of greater compaction of the polymer matrix (possibility of cross-linking) and greater thermal stability in the films containing AT. O desempenho térmico mostrou-se pouco afetado, mas houve indicação de maior compactação da matriz polimérica (possibilidade de ligações cruzadas) e maior estabilidade térmica nos filmes contendo AT. The formulations containing 3% and 5% AT were selected for the second stage, in which the combined effect of adding AT and OSU at different concentrations was evaluated. The films containing OSU maintained stable coloration, but showed changes in gloss and a possible increase in porosity, especially at higher oil concentrations, which contributed to greater water absorption, contrary to the expected effect. Structural analysis suggested that the oil interacted with the protein matrix and possibly competed with the TA for binding sites, without compromising the main protein structure. Morphological analysis indicated that the addition of AT and OSU promoted surface heterogeneity in the films, with the presence of dispersed particles and droplets. This was reflected in the high variability of the mechanical properties. The antioxidant activity was more pronounced in the formulation with 1% OSU, as confirmed by the DPPH• inhibition test. At the same time, differential scanning calorimetry (DSC) analysis with oxidative induction time (OIT), as well as thermogravimetric analysis (TGA), indicated that the combination of AT and OSU slowed down the thermal degradation kinetics of the films. In general, PSI films modified with AT and OSU showed promise for biodegradable packaging applications. The improvements observed in moisture resistance, thermal stability and antioxidant capacity indicate a significant advance over the control film. However, challenges remain in terms of integrity in aqueous environments and the homogeneity of the matrix, especially in formulations with oil, indicating the need for further studies to optimize the formulation process. This work contributes to the advancement of research into sustainable materials, reinforcing the potential of combining biopolymers, organic acids and natural compounds in the production of functional and ecologically sustainable packaging.application/pdfporBiofilmesProteína isolada de sojaÁcidos orgânicosÓleo de semente de uvaBiodegradable filmsSoy protein isolateOrganic acidsGrapeseed oilCrosslinkingAntioxidantEfeito da adição de ácidos orgânicos e óleo de semente de uva em filmes à base de proteína de soja isoladainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de MateriaisPorto Alegre, BR-RS2025mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001291628.pdf.txt001291628.pdf.txtExtracted Texttext/plain155701http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/296399/2/001291628.pdf.txteb847fb14ae2f4d146ca65fe1a45586dMD52ORIGINAL001291628.pdfTexto completoapplication/pdf6979710http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/296399/1/001291628.pdfba318e8b6ff523ceb699362705c025a1MD5110183/2963992025-09-10 07:56:33.655203oai:www.lume.ufrgs.br:10183/296399Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br || lume@ufrgs.bropendoar:18532025-09-10T10:56:33Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
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