Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pires, Cassiano, 1991-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/69769
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Rilton Alves de Freitas
id UFPR_08cbeb5808730ead2b4a2289d7312f3f
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/69769
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str 308
spelling Pires, Cassiano, 1991-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaFreitas, Rilton Alves de, 1976-2021-05-17T19:21:13Z2021-05-17T19:21:13Z2020https://hdl.handle.net/1884/69769Orientador: Prof. Dr. Rilton Alves de FreitasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba,Inclui referências: p. 72-76Resumo: Emulsões são sistemas termodinamicamente mestaestáveis e amplamente estudados na literatura, destaca-se o estudo de sua estabilidade, que é muito importante e estratégico do ponto de vista tecnológico e industrial, como na indústria de alimentos, por exemplo. Outro tipo de emulsão, conhecida como "emulsões águaem- água" vem ganhando notoriedade na literatura. As mesmas podem ser obtidas a partir da mistura de macromoléculas, como polissacarídeos hidrofílicos, que são dispersíveis em água mas incompatíveis, termodinamicamente, entre si. No caso desse tipo de emulsões, a estabilização por moléculas de surfactantes tradicionais não pode ser realizada, uma vez que ambos os polissacarídeos são hidrofílicos. Uma alternativa para estabilização são as partículas, que podem interagir parcialmente com ambas as fases, migrando para a interface desse sistema, estabilizando-lhe, quer seja por impedimento estéreo ou outros mecanismos. No presente trabalho será estudado um sistema de emulsão água-em-água, formado por dois polissacarídeos: amilopectina (AMP) e xiloglucana (XG). As partículas estudadas para a estabilização desse sistema são os nanocristais de celulose (NCC), que apresentam uma interação preferencial com a XG, modulada pelo teor de sulfato presente na superfície desses cristais. Foram utilizados cinco tipos de nanocristais de celulose, sendo quatro com distintos teores de sulfato (240; 94; 58 e 23 mmol kg_1) e um fosfatado (56 mmol kg_1). Diferem-se, também, pela morfologia, os nanocristais sulfatados se apresentam em forma de bastão, com 150 n m x 5 n m e agregados em formato de toroides com cerca de 4 pm, já os fosfatados se apresentam em formatos esféricos com cerca de 4 pm e discos, com cerca de 150 nm x 1,6 nm. Com relação à estrutura cristalina, os sulfatados são formados por alomorfos de celulose do tipo I e os fosfatados, tipo II. A aplicação de nanocristais de celulose sulfatados não foi capaz de estabilizar as emulsões, por efeito de Ramsden-Pickering mas as estabilizou por alteração da viscosidade da fase contínua, de XG, por mais de 48 h, devido a interações preferenciais entre esta fase com os nanocristais, fenômeno conhecido como depleção. Os nanocristais fosfatados, por outro lado, apresentaram efeito Ramsden-Pickering nas horas iniciais, isso foi atribuído ao seu tipo cristalino, celulose do tipo II, que interage menos com a fase de XG e, talvez, pela diferença de morfologia dos cristais. Adicionalmente, esses cristais também foram capazes de promover pequenas alterações de viscosidade na fase contínua, de XG, aumentando também a estabilidade do sistema, por aproximadamente 48 h. Por fim, foi possível obter nanocristais de celulose com diferentes alomorfos, que foram capazes de estabilizar as emulsões de XG:AMP por diferentes mecanismos. A modulação das interações preferenciais entre XG e NCC pode ser uma estratégia para estabilização das emulsões água-em-água em estudo. Entretanto, ainda há desafios em se tratando de estabilidade de suspensões de nanocristais de celulose, que será aprofundada em estudos futuros. Palavras-chave: Emulsões água-em-água. Xiloglucana. Amilopectina. Nanocristais de celulose. Ramsden-Pickering.Abstract: Emulsions are systems thermodynamically metastable systems and widely studied in literature, highlighting study of the stability of these systems, which is very important and strategic from a technological and industrial point of view. Another type of emulsion, known as "water-in-water emulsions" has gained notoriety in the literature. They can be obtained from the mixture of macromolecules, such as hydrophilic polysaccharides, which are dispersed in water but incompatible with each other. In this case, stabilization by traditional surfactant molecules cannot be performed, because both polysaccharides are hydrophilic. An alternative for stabilization are the particles, which can partially interact with both phases, migrating to the interface and stabilizing the system by steric effects or other mechanisms. In this present work, a system formed by two polysaccharides, amylopectin and xyloglucan was investiged. The particles studied for the stabilization of this system are cellulose nanocrystals, which have a preferential interaction with xyloglucan, modulated by the sulfate content present on the surface of these crystals. Five types of cellulose nanocrystals were used, four with different levels of sulfate (240; 94; 58 and 23 mmol kg_1) and one phosphated (56 mmol kg_1). They also differ by morphology, the sulfated nanocrystals are rod-shaped, with 150 nm x 5 nm and toroidal aggregates of about 4 pm, whereas phosphates are spherical shapes with 4 pm and disks, 150 nm x 1.6 nm. Regarding the crystalline structure, sulfates are formed by cellulose type I and phosphates, type II. The application of sulphated cellulose nanocrystals was not able to stabilize the emulsions, due to the Ramsden- Pickering effect, but stabilized them by altering the viscosity of the continuous phase, of xyloglucan, for more than 48 h, due to preferential interactions between this phase with the nanocrystals, a phenomenon known as depletion. Phosphate nanocrystals, on the other hand, showed a Ramsden-Pickering effect in the early hours, this was attributed to its crystalline type, type II cellulose, which interacts less with the xyloglucan phase and maybe, due to the difference in morphology of the crystals. In addition, these crystals were also able to promote small changes in viscosity in the continuous phase, also increasing the stability of the system, for approximately 48 h. The modulation of preferential interactions between XG and NCC may be a strategy for stabilizing the water-in-water emulsions under study. However, there are still challenges related to the stability of suspensions of cellulose nanocrystals, which will be analyzed in future studies. Keywords: Water-in-water emulsions. Xyloglucan. Amylopectin. Cellulose Nanocrystals. Ramsden-Pickering76 p. : il. (algumas color.).application/pdfEmulsõesMacromoleculasPolissacarideosBiopolímerosQuímicaEmulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celuloseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - CASSIANO PIRES.pdfapplication/pdf49009049https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/69769/1/R%20-%20D%20-%20CASSIANO%20PIRES.pdf73da3e9f1bd9278ab12af3d9bb120160MD51open access1884/697692021-05-17 16:21:13.407open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/69769Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-05-17T19:21:13Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
title Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
spellingShingle Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
Pires, Cassiano, 1991-
Emulsões
Macromoleculas
Polissacarideos
Biopolímeros
Química
title_short Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
title_full Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
title_fullStr Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
title_full_unstemmed Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
title_sort Emulsões água-em-água estabilizadas com nanocristais de celulose
author Pires, Cassiano, 1991-
author_facet Pires, Cassiano, 1991-
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química
dc.contributor.author.fl_str_mv Pires, Cassiano, 1991-
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Freitas, Rilton Alves de, 1976-
contributor_str_mv Freitas, Rilton Alves de, 1976-
dc.subject.por.fl_str_mv Emulsões
Macromoleculas
Polissacarideos
Biopolímeros
Química
topic Emulsões
Macromoleculas
Polissacarideos
Biopolímeros
Química
description Orientador: Prof. Dr. Rilton Alves de Freitas
publishDate 2020
dc.date.issued.fl_str_mv 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-05-17T19:21:13Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-05-17T19:21:13Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/69769
url https://hdl.handle.net/1884/69769
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 76 p. : il. (algumas color.).
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/69769/1/R%20-%20D%20-%20CASSIANO%20PIRES.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 73da3e9f1bd9278ab12af3d9bb120160
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801860346474921984

Registros relacionados