Estudos para a extração de quitina, obtenção e modificação química de quitosana via reação de Zincke e preparação de filmes à base de quitosana para aplicação em embalagens de alimentos

dc.creatorFernanda Jorge Gonçalves
dc.date.accessioned2022-08-30T22:50:08Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:08:10Z
dc.date.available2022-08-30T22:50:08Z
dc.date.issued2022-04-28
dc.description.abstractThe growing concern for the environment increased the look for biodegradable polymers-based that is eco-friendly and can be applied in many areas. Chitosan stands out due to its properties, such as biocompatibility, biodegradability, non-toxicity, and antimicrobial activity, which is attributed to its polycationic nature. The first chapter of this work describes the studies carried out regarding the acquisition of chitin from the residue of the Brazilian fishing industry, the pink shrimp shell, through biological method using the fungus Aspergillus niger. The attempts made to obtain chitosan from the chemical deacetylation of the material extracted from the shrimp shell were also described. In chapter 2, an unprecedented chitosan derivative, Q1, containing a pyridine ring directly linked to the chitosan monomeric glycosamine unit was synthesized from the quaternization of the primary amino group with a Zincke salt in a never-before seen strategy in literature. The characterization of the new material was carried out through IR spectroscopy, 13C solid-state NMR and thermogravimetric analysis (TGA). Due to the permanent positive charge on nitrogen atoms in the Q1 structure, this derivative has potential application as antimicrobial agent. Due to its inherent properties, such as biocompatibility, biodegradability, chitosan has been explored for the preparation of films for use as food packaging to substitute for the packaging petrochemical-based that causes environmental damage. Thus, in the third chapter of this work, chitosan-based films were obtained for application as food packaging and coating, their mechanical properties were analyzed and the ability of these films to maintain fruit quality was evaluated. The results showed that the mechanical properties of the films improve with the addition of the glycerol plasticizer. When applied as a coating, films containing didecyl-dimethylammonium chloride, an antimicrobial agent, were more effective in extending the shelf life of strawberries and bananas. However, when applied as films in packaging, was observed that the addition of plasticizer and antimicrobial agents increased water absorption by the film, which affected the quality of packaged strawberries.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/44754
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.subjectQuímica orgânica
dc.subjectQuitosana
dc.subjectQuitina
dc.subjectAlimentos
dc.subjectEmbalagens
dc.subjectEspectroscopia de infravermelho
dc.subjectTermogravimetria
dc.subjectRessonância magnética nuclear
dc.subject.otherQuitina
dc.subject.otherQuitosana
dc.subject.otherReação de Zincke
dc.subject.otherFilmes biodegradáveis
dc.subject.otherChitin
dc.subject.otherChitosan
dc.subject.otherZincke reaction
dc.subject.otherBiodegradable films
dc.titleEstudos para a extração de quitina, obtenção e modificação química de quitosana via reação de Zincke e preparação de filmes à base de quitosana para aplicação em embalagens de alimentos
dc.title.alternativeStudies for the extraction of chitin, obtention and chemical modification of chitosan via the Zincke reaction, and preparation of chitosan-based films for application in food packaging
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Rossimiriam Pereira de Freitas
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0117954518807172
local.contributor.referee1Bárbara Elisabeth Teixeira Costa
local.contributor.referee1Laurent Frédéric Gil
local.contributor.referee1Fabiano Vargas Pereira
local.contributor.referee1Lucienir Pains Duarte
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9464695803550387
local.description.embargo2024-04-28
local.description.resumoA crescente preocupação com o meio ambiente e o interesse dos consumidores por produtos mais sustentáveis e não poluentes impulsionou estudos para a utilização de biopolímeros em diversas áreas. A quitosana tem se destacado devido às suas características de biocompatibilidade, não toxicidade e degradabilidade, além de apresentar propriedades antimicrobianas, que está relacionada à sua estrutura catiônica. O primeiro capítulo desse trabalho descreve os estudos realizados para obtenção de quitina, polissacarídeo encontrado em abundância na natureza e precursor da quitosana, a partir de resíduo de indústria pesqueira brasileira, a casca de camarão rosa, por método biológico utilizando o fungo Aspergillus niger. São apresentadas também as tentativas para obtenção de quitosana a partir da desacetilação, pelo método químico, do material extraído da casca de camarão. O segundo capítulo trata da síntese de um derivado inédito de quitosana, Q1, contendo um anel piridínico diretamente ligado à unidade monomérica glicosamina da quitosana, a partir da quaternização do grupo amina primária com um sal de Zincke, em uma estratégia inédita na literatura. A caracterização do novo material foi feita utilizando espectroscopia na região do IV, RMN de 13C em estado sólido e análise termogravimétrica (TG). Devido à presença de uma carga positiva permanente na estrutura de Q1, esse derivado possui potencial aplicação como agente antimicrobiano. Devido à não toxicidade e biodegradabilidade, a quitosana tem sido utilizada como base para a preparação de filmes para embalagens de alimentos, a fim de substituir os polímeros sintéticos que causam danos ao meio ambiente devido à lenta degradação. Assim, no terceiro capítulo desse trabalho, foram obtidos filmes à base de quitosana para aplicação como embalagem e revestimento de alimentos, suas propriedades mecânicas foram analisadas e a capacidade desses filmes em manter a qualidade de frutas foi avaliada. Os resultados mostraram que as propriedades mecânicas dos filmes melhoram com a adição do agente plastificante glicerol. Quando aplicados como revestimento, os filmes contendo cloreto de didecil-dimetilamônio, agente antimicrobiano, foram mais eficazes para estender a vida útil de morangos e bananas. No entanto, quando aplicados como filmes nas embalagens, observou-se que a adição dos agentes plastificante e antimicrobiano aumentou a absorção de água pelo filme, o que prejudicou a qualidade do fruto embalado.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

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