Desenvolvimento e caracterização de filmes biopoliméricos compostos majoritariamente por galactomananas recuperadas da borra de café

• Autor(a) principal: Gisella de Oliveira Coelho
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30767
• topic: Borra de café; Galactomananas; Biomaterial; Tratamento enzimático

O café é uma das bebidas mais consumidas no mundo, apresentando um efeito cultural e social. Em 2017̸ 2018, a produção mundial foi de aproximadamente 164,99 milhões de sacas de café e, consequentemente, foram produzidos mais de 2 bilhões de toneladas de subprodutos, que englobam cascas, polpas, mucilagens, pergaminhos, películas prateadas e borras de café. O principal resíduo produzido é a borra de café, visto que uma tonelada de grãos de café cru gera 650 kg de borra de café. Diante da grande quantidade de resíduos produzidos, inúmeros estudos têm sido desenvolvidos com o intuito de encontrar alternativas para o descarte desses, que causam contaminação ambiental e outros problemas específicos, como a adulteração do pó de café com a adição da borra de café. A borra de café é rica em compostos orgânicos como ácidos graxos, cafeína, taninos, aminoácidos, polifenóis e, principalmente polissacarídeos, que viabilizam potenciais aplicações. As galactomananas são os polissacarídeos mais abundantes na borra do café, as quais possuem baixo grau de ramificação e elevado grau de polimerização, além de apresentarem excelentes propriedades de reforço e de estabilização de emulsões. Em vista disso, a borra de café é uma fonte alternativa para produção de biopolímeros, os quais têm recebido atenção nos últimos anos, especialmente em função dos grandes impactos ambientais causados pelas embalagens sintéticas. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um biomaterial constituído predominantemente por galactomananas recuperadas da borra de café através de tratamentos alcalino e enzimático. Inicialmente, foram analisados os efeitos de três pré-tratamentos visando remover a lignina da borra de café, sendo um deles com solução de peróxido alcalino, outro com hidróxido de sódio e o último com solução de permanganato de potássio alcalino submetido ao banho ultrassônico. Todos os pré-tratamentos apresentaram uma remoção considerável de lignina, entre 55 e 73%, sendo o conteúdo de lignina restante entre 6-11%. Os materiais deslignificados foram submetidos ao tratamento enzimático, no qual utilizou-se a enzima celulase comercial proveniente do microrganismo Trichoderma reesei ATCC 26921. Buscando otimizar o processo hidrolítico, foram testadas diferentes concentrações de borra de café e de celulase, e diferentes tempos de incubação, bem como conjugação de métodos físicos como ultrassom, autoclave e micro-ondas para melhorar a eficiência da ação enzimática. A caracterização do material deslignificado foi realizada antes e após o tratamento enzimático. Além disso, o material deslignificado rico em galactomananas foi utilizado para produzir biofilmes, assim como o material antes do tratamento enzimático. Os biofilmes produzidos com a borra de café deslignificada e com a fração rica em galactomananas foram semelhantes na aparência física e textura. No entanto, mostraram-se diferentes em relação à permeabilidade ao vapor d’água, temperatura de transição vítrea e propriedades mecânicas. Desse modo, a remoção parcial da celulose resultou em um filme mais rígido e com características diferentes que apresenta potenciais aplicações como membrana no tratamento de água, membranas bioativas e como embalagens para mudas.