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Type: TESE
Title: Elaboração e caracterização de biofilmes de farinha de biri (Canna indica L.)
Title Alternative: Development and characterization of films based on Canna indica L. flour
Author: Andrade Mahecha, Margarita Maria, 1979-
Advisor: Menegalli, Florência Cecília, 1944-
Abstract: Resumo: O interesse em filmes biodegradavéis éuma tendência mundial que tem aumentado de modo significativo nos ?timos anos motivando assim, estudos relacionados com o desenvolvimento e caracterização de filmes a base de macromoléculas naturais. O objetivo deste trabalho foi elaborar biofilmes a partir de farinha de biri (Canna indica L.) e avaliar o efeito de quatro variaveis de processo: concentração de glicerol (15 ¿ 35%), temperatura de processo (70 ¿90 °C), temperatura de secagem (35 ¿ 55 °C) e umidade relativa de secagem (30 ¿ 70%) sobre as propriedades mecânicas (força, deformação, tensão, elongação e módulo secante), ópticas (cor, brilho e opacidade) e a solubilidade em água dos biofilmes. Na primeira etapa do trabalho, foram obtidos farinha e amido a partir de rizomas de biri cultivados no estado de São Paulo (Brasil). Estes materiais foram caracterizados quanto à composição centesimal, propriedades físicas e térmicas, análiise de microestrutura por microscopía eletrica de varredura (MEV), distribuição de tamanho dos grânulos de amido e análise estrutural por espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR). Numa segunda etapa, filmes a partir de farinha de biri foram elaborados segundo um Delineamento Composto Central Rotacional 24 (DCCR). Os resultados obtidos foram analisados estatisticamente empregando a metodologia de superfície de resposta (RSM) que juntamente com a função de desejabilidade (D) permitiu a obtenção das condiçoes de processo ótimas (concentração de glicerol de 17%, temperatura de processo de 90 °C, temperatura de secagem de 44,8 °C e umidade relativa de 36,4%). Nas condições ótimas os biofilmes apresentaram altos valores de resistência mecânica (7,0 MPa), baixa solubilidade (38,3%) e valores de elongação satisfatórios (14,6%). Na útima etapa do trabalho, foram elaborados biofilmes de farinha e de amido de biri para determinar o efeito das fibras, proteínas e lipídios sobre as propriedades dos filmes de farinha. Os biofilmes foram caracterizados com base em suas propriedades mecânicas, ópticas, microestrutura e analise estrutural por MEV e FTIR. Os biofilmes de farinha apresentaram maior flexibilidade em termos de elonga?o (14,6%), maior permeabilidade ao vapor de ?ua (5,3 ?0,2 x 10 ¿10 g.m/m2.h.Pa) e menor resistência mecânica e rigidez (7,0 N e 231,7 MPa) quando comparados com os biofilmes de amido de biri (1,4%; 18,6 N; 1772 MPa e 3,2 ± 0,01 x 10 -10 g.m/m2.h.Pa, respectivamente). A partir das análiises MEV, observouse que os biofilmes de farinha apresentaram imperfeições na sua superfície e uma seção transversal menos densa e com pequenas fissuras quando comparados com os biofilmes de amido. Os espectros de FTIR evidenciaram a presença De grupos OH, CH2 e amida III em ambos os biofilmes enquanto que o grupo amida I só foi evidenciado nos filmes de farinha. Em relação às propriedades ópticas, os filmes de farinha apresentaram cor amarelada enquanto que os filmes de amido apresentaram-se mais claros e menos opacos

Abstract: The focus in biodegradable films is a global trend and has received a significant attention in recent years, thus motivating studies related to the development and characterization of films based on natural macromolecules. The objective of this study is to develop edible films from biri flour (Canna indica L.) and evaluate the effect of four process variables: glycerol concentration (15 - 35%), process temperature (70 - 90 °C), drying temperature (35 ¿ 55 °C) and drying air relative humidity (30 ¿ 70%), on both mechanical (puncture force, deformation, tensile strength, elongation at break and secant modulus), and optical (color, brightness and opacity ) properties, as well as on water solubility of films. In the first stage of this work, flour and starch were obtained from rhizomes of biri cultivated in the S? Paulo State (Brazil). The evaluation of such materials dealt with proximate chemical composition, physical and thermal properties, microstructural analysis by Scanning Electron Microscopy (SEM), size distribution of starch granules and structural analysis by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. On the second stage, edible films from the biri flour were prepared according to a Central Composite Rotational Design 24 (CCRD). The results were statistically analyzed using the response surface methodology (RSM), which along with the desirability function (D) allowed to obtain the optimum process conditions (17% for glycerol concentration, 90 °C for process temperature, 44,8 °C for drying temperature and 36,4% for air drying relative humidity). In optimum conditions the films showed high values of tensile strength (7,0 MPa), low solubility (38,3%) and satisfactory values of elongation at break (14,6%). On the last stage of this work, the films were prepared from flour and starch biri in order to determine the effect of fiber, protein and fat on the properties of the flour biofilms. The films were characterized based on their mechanical and optical properties, microstructure and structural analysis by means of SEM and FTIR. The results showed that flour films have greater flexibility in terms of elongation at break (14,6%), high water vapor permeability (5,3 ?0,2 x 10 -10 g.m/m2.h.Pa) and lower tensile strength and secant modulus (7,0 N and 231,7 MPa) when compared with the starch films (1,4%; 18,6 N; 1772 MPa and 3,2 ?0,01 x 10 -10 g.m/m2.h.Pa respectively). From SEM analysis it was observed that the flour films have flaws in its surface and a cross section less dense, with small cracks compared with the starch films. FTIR spectra showed presence of OH groups, CH2 and amide III in both films, while the amide group I was only observed in flour film. Optical properties showed that the flour films were yellowish while the starch films were clearer and less opaque
Subject: Canna indica L.
Farinhas
Amido
Biofilme
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2009
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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