RESUMO
The bioconversion of protein from the fishing industry waste into bioplastics allows the valorization of biological material, reducing the production of waste and consequently of negative environmental impacts through the use of synthetic packaging. The objective of this work was to develop biodegradable films from the mixture of gelatin and myofibrillar fish proteins. Proteins (myofibrillar and gelatin) were extracted from filleting residues from king weakfish (Macrodon ancylodon) from industrial fishing. The properties of the blend films were compared to those of individual protein films. It was found by scanning electron microscopy that there was good compatibility between the two polymers. Mechanical analyzes showed that myofibrillar proteins films were the most resistant to traction, but less flexible; characteristics contrary to those of gelatin. The mixing films presented the lowest values of water vapor permeability and solubility were transparent, and mechanically strong and flexible, confirming the improvement of the properties by mixing the polymers. Fourier transform infrared spectroscopy revealed that there was interaction between the myofibrillar protein chains and gelatine driven by hydrogen bonds, thus forming cohesive and reinforced matrix, which resulted in good thermal resistance of the films. The mixture between polymers improved the technological properties of the elaborated biodegradable films, making its application feasible as food packaging.(AU)
A bioconversão de proteínas de subprodutos da indústria pesqueira em bioplástico possibilita a valorização do material biológico, reduzindo a produção de descarte e consequentemente, de impactos ambientais negativos do uso de embalagens sintéticas. O objetivo deste trabalho foi misturar gelatina e proteínas miofibrilares de pescada gó (Macrodon ancylodon) com intuito de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades tecnológicas aprimoradas. As propriedades dos filmes de mistura foram comparadas com as de filmes dos polímeros individuais. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier revelou boa compatilidade química entre gelatina e proteínas miofibrilares na formação do filme de mistura. A interação entre os polímeros foi conduzida por ligações de hidrogênio, formando película coesa e reforçada. Os filmes de mistura além de apresentarem os menores valores de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade, também foram transparentes e, termicamente resistentes. Assim a mistura entre gelatina e proteínas miofibrilares possibilitou a formação de películas biodegradáveis com propriedades tecnológicas superiores às produzidas com os polímeros separados.(AU)
Assuntos
Animais , Polímeros , Peixes , Miofibrilas , Gelatina , Resíduos de AlimentosRESUMO
The bioconversion of protein from the fishing industry waste into bioplastics allows the valorization of biological material, reducing the production of waste and consequently of negative environmental impacts through the use of synthetic packaging. The objective of this work was to develop biodegradable films from the mixture of gelatin and myofibrillar fish proteins. Proteins (myofibrillar and gelatin) were extracted from filleting residues from king weakfish (Macrodon ancylodon) from industrial fishing. The properties of the blend films were compared to those of individual protein films. It was found by scanning electron microscopy that there was good compatibility between the two polymers. Mechanical analyzes showed that myofibrillar proteins films were the most resistant to traction, but less flexible; characteristics contrary to those of gelatin. The mixing films presented the lowest values of water vapor permeability and solubility were transparent, and mechanically strong and flexible, confirming the improvement of the properties by mixing the polymers. Fourier transform infrared spectroscopy revealed that there was interaction between the myofibrillar protein chains and gelatine driven by hydrogen bonds, thus forming cohesive and reinforced matrix, which resulted in good thermal resistance of the films. The mixture between polymers improved the technological properties of the elaborated biodegradable films, making its application feasible as food packaging.
A bioconversão de proteínas de subprodutos da indústria pesqueira em bioplástico possibilita a valorização do material biológico, reduzindo a produção de descarte e consequentemente, de impactos ambientais negativos do uso de embalagens sintéticas. O objetivo deste trabalho foi misturar gelatina e proteínas miofibrilares de pescada gó (Macrodon ancylodon) com intuito de desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades tecnológicas aprimoradas. As propriedades dos filmes de mistura foram comparadas com as de filmes dos polímeros individuais. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier revelou boa compatilidade química entre gelatina e proteínas miofibrilares na formação do filme de mistura. A interação entre os polímeros foi conduzida por ligações de hidrogênio, formando película coesa e reforçada. Os filmes de mistura além de apresentarem os menores valores de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade, também foram transparentes e, termicamente resistentes. Assim a mistura entre gelatina e proteínas miofibrilares possibilitou a formação de películas biodegradáveis com propriedades tecnológicas superiores às produzidas com os polímeros separados.
Assuntos
Animais , Gelatina , Miofibrilas , Peixes , Polímeros , Resíduos de AlimentosRESUMO
This study aimed to develop and characterize biodegradable films from myofibrillar proteins from whitemouth croaker (Micropogonias furnieri) using stearic acid (SA) to improve its technological properties. The proteins extracted were lyophilized, characterized, and used to prepare the films. The filmogenic solutions were dried on a silicone stand at 35 °C for 14 h in an incubator oven according to the casting method. The region with the best mechanical, physical, and barrier properties in the films was defined by a full factorial design. The lyophilized myofibrillar proteins (LMP) had protein content of 96.03%. The analysis of the experimental design results indicated the best conditions to prepare the optimized film were 2.84% LMP, 3.18% SA, and 78.41% SDS (sodium dodecyl sulfate). The control films were prepared with 2.84% LMP and 30% plasticizer. The optimized film had significantly lower water vapor permeability (5.87E-11 g m m-2 s-1 Pa-1), higher tensile strength (6.35 MPa), and lower elongation (235.60%) compared with control (p≤0.05). It also had lower transparency values and excellent UV barrier property, which indicates a tendency to opaque. Thermal stability was good and the microstructure revealed a structural change in the filmogenic matrix, confirmed by x-ray diffraction, which indicates influence of SDS and SA on film crystallinity. Solubility increased by 22% and swelling decreased slightly in the optimized film compared to the control. The results obtained represent a positive contribution with the use of fish byproducts by applying alternative, sustainable technologies.
O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes biodegradáveis de proteínas miofibrilares de aparas da filetagem da corvina (Micropogonias furnieri) utilizando ácido esteárico (AE) para melhorar suas propriedades tecnológicas. As proteínas extraídas foram liofilizadas, caracterizadas e utilizadas na elaboração dos filmes. As soluções filmogênicas foram secas em suporte de silicone a 35°C por 14 horas em estufa incubadora, de acordo com o método casting. A região com as melhores propriedades mecânicas, físicas e de barreira dos filmes foi definida por planejamento fatorial completo. As proteínas miofibrilares liofilizadas (PML) apresentaram teor proteico de 96,03%. A análise dos resultados do planejamento experimental indicou que as melhores condições para elaborar o filme otimizado foram: 2,84% PML, 3,18% AE e 78,41% SDS (dodecil sulfato de sódio). Os filmes controles foram elaborados com 2,84% de PML e 30% de plastificante. O filme otimizado apresentou significativa diminuição da permeabilidade ao vapor de água (5,87E-11 g m m-2 s-1 Pa-1), com maior resistência a tração (6,35 MPa) e menor elongação (235,60%) quando comparado ao controle (p ≤ 0,05. Apresentando também menores valores de transparência e excelente propriedade de barreira UV, indicando tendência ao opaco. Apresentou boa estabilidade térmica e a microestrutura revelou mudança estrutural na matriz filmogênica, confirmado pela difração de raio-x, indicando a influência do SDS e AE na cristalinidade do filme. Houve aumento de 22% na solubilidade e ligeira diminuição do intumescimento do filme otimizado em relação ao controle. Os resultados obtidos representam contribuição positiva com o aproveitamento de subprodutos de peixe aplicando tecnologias alternativas e sustentáveis.
Assuntos
Animais , Dodecilsulfato de Sódio , Miofibrilas , Plásticos Biodegradáveis/análise , Técnica de Nutrientes em Filmes/métodos , Ácidos Esteáricos , Perciformes , Proteínas de PeixesRESUMO
This study aimed to develop and characterize biodegradable films from myofibrillar proteins from whitemouth croaker (Micropogonias furnieri) using stearic acid (SA) to improve its technological properties. The proteins extracted were lyophilized, characterized, and used to prepare the films. The filmogenic solutions were dried on a silicone stand at 35 °C for 14 h in an incubator oven according to the casting method. The region with the best mechanical, physical, and barrier properties in the films was defined by a full factorial design. The lyophilized myofibrillar proteins (LMP) had protein content of 96.03%. The analysis of the experimental design results indicated the best conditions to prepare the optimized film were 2.84% LMP, 3.18% SA, and 78.41% SDS (sodium dodecyl sulfate). The control films were prepared with 2.84% LMP and 30% plasticizer. The optimized film had significantly lower water vapor permeability (5.87E-11 g m m-2 s-1 Pa-1), higher tensile strength (6.35 MPa), and lower elongation (235.60%) compared with control (p≤0.05). It also had lower transparency values and excellent UV barrier property, which indicates a tendency to opaque. Thermal stability was good and the microstructure revealed a structural change in the filmogenic matrix, confirmed by x-ray diffraction, which indicates influence of SDS and SA on film crystallinity. Solubility increased by 22% and swelling decreased slightly in the optimized film compared to the control. The results obtained represent a positive contribution with the use of fish byproducts by applying alternative, sustainable technologies.(AU)
O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes biodegradáveis de proteínas miofibrilares de aparas da filetagem da corvina (Micropogonias furnieri) utilizando ácido esteárico (AE) para melhorar suas propriedades tecnológicas. As proteínas extraídas foram liofilizadas, caracterizadas e utilizadas na elaboração dos filmes. As soluções filmogênicas foram secas em suporte de silicone a 35°C por 14 horas em estufa incubadora, de acordo com o método casting. A região com as melhores propriedades mecânicas, físicas e de barreira dos filmes foi definida por planejamento fatorial completo. As proteínas miofibrilares liofilizadas (PML) apresentaram teor proteico de 96,03%. A análise dos resultados do planejamento experimental indicou que as melhores condições para elaborar o filme otimizado foram: 2,84% PML, 3,18% AE e 78,41% SDS (dodecil sulfato de sódio). Os filmes controles foram elaborados com 2,84% de PML e 30% de plastificante. O filme otimizado apresentou significativa diminuição da permeabilidade ao vapor de água (5,87E-11 g m m-2 s-1 Pa-1), com maior resistência a tração (6,35 MPa) e menor elongação (235,60%) quando comparado ao controle (p ≤ 0,05. Apresentando também menores valores de transparência e excelente propriedade de barreira UV, indicando tendência ao opaco. Apresentou boa estabilidade térmica e a microestrutura revelou mudança estrutural na matriz filmogênica, confirmado pela difração de raio-x, indicando a influência do SDS e AE na cristalinidade do filme. Houve aumento de 22% na solubilidade e ligeira diminuição do intumescimento do filme otimizado em relação ao controle. Os resultados obtidos representam contribuição positiva com o aproveitamento de subprodutos de peixe aplicando tecnologias alternativas e sustentáveis.(AU)