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dc.creatorCotta, Anômora Ariane Rochido dos Santos-
dc.date.accessioned2025-04-09T18:11:28Z-
dc.date.available2025-04-08-
dc.date.available2025-04-09T18:11:28Z-
dc.date.issued2025-04-08-
dc.date.submitted2025-03-07-
dc.identifier.citationCOTTA, Anômora Ariane Rochido dos Santos. Filmes extrusados de blendas biodegradáveis à base de polissacarídeos e proteína ativados com óleo essencial de cravo encapsulado em nanopartículas de quitosana. 2025. 167 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Biomateriais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/59899-
dc.descriptionArquivo retido, a pedido da autora, até outubro de 2026.-
dc.description.abstractEnvironmental concerns and strict regulations on plastic waste have driven the development of alternatives to synthetic polymers, such as biodegradable packaging. These packaging materials can incorporate clove essential oil, whose volatility and instability are overcome by encapsulation in chitosan nanocapsules. The objective of this study was to develop biodegradable films made from corn starch, chitosan, and whey protein isolate, incorporating chitosan nanocapsules loaded with clove essential oil. The research was conducted in two main stages. In Article 1, chitosan nanocapsules containing clove essential oil (CEO) were developed and characterized. Four formulations of nanocapsules with different chitosan/CEO ratios were tested: 1:0, 1:0.50, 1:0.75, and 1:1. The encapsulation efficiency ranged from 1.08% (1:0.50) to 12.14% (1:1), being influenced by the concentration of essential oil. The antioxidant activity increased with the proportion of CEO, reaching 75.84% in the 1:1 formulation. The hydrodynamic diameter of the nanocapsules was 61 nm for 1:0 and 58 nm for 1:1, while scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed particles with an average size of 94 nm for 1:1. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated that the chitosan polymer matrix provided greater thermal stability to the CEO. In the second stage, described in Article 2, the nanocapsules were incorporated into biodegradable films. Three types of films were developed: control (without nanocapsules), NpQ (nanocapsules without CEO), and NpQ+CEO (nanocapsules containing clove essential oil, 1:1). The NpQ+CEO formulation exhibited higher antioxidant activity (31.64%) compared to the control film (11.65%) and the NpQ film without oil (18.34%). The thermal stability of the films was also improved, with the decomposition peak of the NpQ+CEO film reaching 315°C, while the control film degraded at 310°C. The analysis of CEO diffusion in the films followed Fick's law, adjusting to a two-stage model. In the first stage, a rapid release of 56% of the CEO was observed, with a diffusion coefficient (D1) of 8.10 × 10⁻⁸ cm²/s, indicating accelerated diffusion due to the high concentration of essential oil in the nanocapsules near the surface of the film. In the second stage, a slower and controlled release of CEO occurred, associated with diffusion through the polymer matrix of the film, with a diffusion coefficient (D2) of 2.68 × 10⁻⁹ cm²/s. This behavior confirms that CEO encapsulation promotes gradual and sustained release over time. The addition of nanocapsules also resulted in better structural uniformity, reduced transparency of the films, and lower water vapor permeability, without compromising their mechanical strength. The results demonstrate that incorporating chitosan nanocapsules loaded with clove essential oil enhances the functional properties of biodegradable films. These active packaging materials not only exhibit antioxidant potential and improved thermal stability but also represent a sustainable alternative to conventional plastics. Thus, the use of these nanocapsules in biodegradable films can contribute to reducing the dependence on synthetic polymers, offering an innovative and ecologically viable solution for the packaging industry.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectNanocápsulas de quitosanapt_BR
dc.subjectEncapsulamento de óleo essencialpt_BR
dc.subjectEmbalagens biodegradáveispt_BR
dc.subjectEmbalagens ativaspt_BR
dc.subjectFilmes extrusadospt_BR
dc.subjectPolissacarídeospt_BR
dc.subjectIsolado proteico do soro do leitept_BR
dc.subjectChitosan nanocapsulespt_BR
dc.subjectEssential oil encapsulationpt_BR
dc.subjectBiodegradable packagingpt_BR
dc.subjectActive packagingpt_BR
dc.subjectExtruded filmspt_BR
dc.subjectPolysaccharidespt_BR
dc.subjectWhey protein isolatept_BR
dc.titleFilmes extrusados de blendas biodegradáveis à base de polissacarídeos e proteína ativados com óleo essencial de cravo encapsulado em nanopartículas de quitosanapt_BR
dc.title.alternativeExtruded films of biodegradable blends based on polysaccharides and protein activated with clove essential oil encapsulated in chitosan nanoparticlespt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriaispt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Dias, Marali Vilela-
dc.contributor.advisor-co1Brito, Ângela Dayana Barrera de-
dc.contributor.advisor-co2Ugucioni, Júlio Cesar-
dc.contributor.referee1Guimarães Junior, Mario-
dc.contributor.referee2Silva, Silesia de Fátima Curcino da-
dc.contributor.referee3Figueiredo , Jayne de Abreu-
dc.contributor.referee4Vasconcelos, Cláudia Karina Barbosa de-
dc.description.resumoA preocupação ambiental e as regulamentações rigorosas sobre resíduos plásticos têm impulsionado o desenvolvimento de alternativas aos polímeros sintéticos, como embalagens biodegradáveis. Essas embalagens podem incorporar óleo essencial de cravo, cuja volatilidade e instabilidade são superadas pelo encapsulamento em nanocápsulas de quitosana. O objetivo deste estudo foi desenvolver filmes biodegradáveis a partir de amido de milho, quitosana e isolado proteico do soro de leite, incorporando nanocápsulas de quitosana carregadas com óleo essencial de cravo. A pesquisa foi conduzida em duas etapas principais. No Artigo 1, foram desenvolvidas e caracterizadas nanocápsulas de quitosana contendo óleo essencial de cravo (CEO). Foram testadas quatro formulações de nanocápsulas com diferentes proporções de quitosana/CEO: 1:0, 1:0,50, 1:0,75 e 1:1. A eficiência de encapsulamento variou de 1,08% (1:0,50) a 12,14% (1:1), sendo influenciada pela concentração de óleo essencial. A atividade antioxidante aumentou conforme a proporção de CEO, atingindo 75,84% na formulação 1:1. O diâmetro hidrodinâmico das nanocápsulas, foi de 61 nm para 1:0 e 58 nm para 1:1, enquanto a análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou partículas com tamanho médio de 94 nm para 1:1. A análise termogravimétrica (TGA) indicou que a matriz polimérica de quitosana garantiu maior estabilidade térmica ao CEO. Na segunda etapa, descrita no Artigo 2, as nanocápsulas foram incorporadas em filmes biodegradáveis. Foram desenvolvidos três tipos de filmes: controle (sem nanocápsulas), NpQ (nanocápsulas sem CEO) e NpQ+CEO (nanocápsulas contendo óleo essencial de cravo, 1:1). A formulação NpQ+CEO apresentou maior atividade antioxidante (31,64%) quando comparada ao filme controle (11,65%) e ao filme NpQ sem óleo (18,34%). A estabilidade térmica dos filmes também foi aprimorada, com o pico de decomposição do filme NpQ+CEO atingindo 315°C, enquanto o filme controle apresentou degradação a 310°C. A análise da difusão do CEO nos filmes seguiu a lei de Fick, ajustando-se a um modelo de dois estágios. No primeiro estágio, observou-se uma liberação rápida de 56% do CEO, com um coeficiente de difusão (D1) de 8,10 × 10⁻⁸ cm²/s, indicando uma difusão inicial acelerada devido à alta concentração do óleo essencial nas nanocápsulas próximas à superfície do filme. No segundo estágio, ocorreu uma liberação mais lenta e controlada do CEO, associada à difusão através da matriz polimérica do filme, apresentando um coeficiente de difusão (D2) de 2,68 × 10⁻⁹ cm²/s. Esse comportamento confirma que a encapsulação do CEO promove uma liberação gradual e sustentada ao longo do tempo. A adição das nanocápsulas também resultou em melhor uniformidade estrutural, redução da transparência dos filmes e menor permeabilidade ao vapor de água, sem comprometer sua resistência mecânica. Os resultados evidenciam que a incorporação de nanocápsulas de quitosana carregadas com óleo essencial de cravo aprimora as propriedades funcionais dos filmes biodegradáveis. Essas embalagens ativas não apenas apresentam potencial antioxidante e melhoram a estabilidade térmica, mas também representam uma alternativa sustentável aos plásticos convencionais. Dessa forma, o uso dessas nanocápsulas em filmes biodegradáveis pode contribuir para a redução da dependência de polímeros sintéticos, oferecendo uma solução inovadora e ecologicamente viável para a indústria de embalagens.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenhariapt_BR
dc.subject.cnpqCiências Agráriaspt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7342247779985837pt_BR
Aparece nas coleções:Engenharia de Biomateriais – Doutorado (Teses)

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