Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Desenvolvimento e caracterização de filme nanocompósito de base celulósica e sua avaliação como embalagem ativa antimicrobiana(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-27) Almeida, Germanna Wilk Reis de; Melo, Nathalia Ramos de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767346U3; Coimbra, Jane Sélia dos Reis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798752J6; Soares, Nilda de Fatima Ferreira; SOARES, N. F. F.; http://lattes.cnpq.br/3605018120163352; Stringheta, Paulo César; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781394D8; Pires, Ana Clarissa dos Santos; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4776833U9; Reis, Efraim Lázaro; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788214H7A produção de alimentos com qualidade e segurança microbiológica é o objetivo constante das indústrias alimentícias. Neste contexto, estudos têm demonstrado a eficiência e a aplicabilidade das embalagens ativas antimicrobianas, capazes de inibir micro- organismos deterioradores e/ou patogênicos. Além disso, a preservação ambiental e a necessidade de se utilizar novas fontes de matéria-prima para diminuir a dependência do petróleo, são um incentivo para o desenvolvimento e utilização de embalagens obtidas a partir de materiais renováveis. O desenvolvimento de nanocompósitos pode melhorar as propriedades físicas e mecânicas de polímeros biodegradáveis, e dessa forma a nanotecnologia representa a possibilidade de obtenção de centenas de novos materiais para a indústria de embalagens de alimentos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar nanocompósitos de base celulósica adicionados de nanopartículas de prata e diferentes argilas montmorrilonita (MMT), avaliar suas propriedades físicas e mecânicas e características microscópicas, e testar sua eficiência antimicrobiana in vitro sobre micro-organismos contaminantes de alimentos. As características dos filmes de acetato de celulose de espessura e taxa de transmissão ao vapor de água (TTVA) não foram alteradas pela adição dos nanocompostos. Porém, as nanopartículas de prata interagiram de forma desfavorável com a argila Nanofil, provocando um aumento nos valores de rugosidade média (Ra), taxa de transmissão ao oxigênio (TTO), e uma diminuição da resistência à tração dos nanocompósitos quando incorporados com a argila. Uma estrutura intercalada no interior do polímero foi observada para as argilas Cloisite 10A® e Cloisite 30B® por meio de microscopia eletrônica de transmissão (MET), que evidenciou também a formação de estruturas tactóides da argila Nanofil®. A análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou a formação de galerias no interior dos polímeros incorporados com os diferentes MMT s, e a formação de grandes estruturas na superfície dos nanocompósitos acetato / Nanofil®. Ação antimicrobiana contra Escherichia coli, Salmonella enterica sorotipo Choleraesuis e Staphylococcus aureus foi observada pela formação de halos de inibição quando incubados a 7 °C. Porém, a velocidade específica de crescimento dos micro- organismos Salmonella enterica sorotipo Choleraesuis e Listeria innocua não foi alterada pelos nanocompósitos. O método casting foi capaz de produzir nanocompósitos a partir do biopolímero acetato de celulose e argilas Cloisite 10A® e Cloisite 30B®, porém a obtenção de uma estrutura intercalada das argilas organofílicas não é suficiente para a melhoria das propriedades de filmes biopoliméricos de acetato de celulose. Seu uso como embalagem ativa antimicrobiana deve ser otimizado para a liberação dos íons de prata.Item Termodinâmica da biofuncionalização de nanotubos de carbono de paredes múltiplas com nisina visando nanocompósitos ativos(Universidade Federal de Viçosa, 2014-10-04) Almeida, Germanna Wilk Reis de; Silva, Luis Henrique Mendes da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728684Y0; Furtado, Clascídia Aparecida; http://lattes.cnpq.br/8253616889612034; Soares, Nilda de Fatima Ferreira; SOARES, N. F. F.; http://lattes.cnpq.br/3605018120163352; Sousa, Rita de Cássia Superbi de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4732337Z2; Melo, Nathalia Ramos de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767346U3A dispersão estável e/ou a aplicação dos nanotubos de carbono em estruturas ordenadas ou tecnologicamente aplicáveis é sempre um grande desafio em todas as áreas. A funcionalização com moléculas biológicas é uma alternativa para aumentar a solubilidade dos CNTs (carbon nanotubes) e pode favorecer o desenvolvimento de nanocompósitos e novos nanomateriais bioativos. Neste trabalho, MWCNTs (multi-walled carbon nanotubes) foram funcionalizados por meio da adsorção de nisina, um peptídeo antimicrobiano de natureza catiônica e anfifílica, para posterior aplicação no desenvolvimento de nanocompósitos ativos. O pH, a concentração e o tipo de peptídeo foram determinantes na obtenção de dispersões estáveis dos nanotubos, sendo os melhores resultados alcançados em pH 2. Medidas de potencial zeta confirmaram a estabilização eletrostática e obtenção de dispersões estáveis em pH 2 (ξ ≈ 45,0 mV) e em pH 3 (ξ ≈ 30,0 mV). As isotermas de adsorção seguiram o modelo de Langmuir, sugerindo uma adsorção em monocamada, apresentando uma elevada inclinação no primeiro intervalo de concentrações, o que reflete a forte interação dos peptídeos com a superfície dos nanotubos. Os MWCNTs exibiram uma maior capacidade de adsorção para a variante Z da nisina (≈ 250 mg·g-1, em pH 2) do que para a nisina A (≈ 180 mg·g-1, em pH 2). Mas o aumento do pH provocou um aumento na quantidade máxima de nisina adsorvida ( ), e em pH 5, ambas apresentaram valores de muito próximos (288,96 mg·g-1 e 305,94 mg·g-1 para as nisinas A e Z, respectivamente). A análise termodinâmica do processo de adsorção demonstrou que o ∆Ga das nisinas A e Z em MWCNTs foram negativos em todas as condições estudadas, indicando que o processo de adsorção foi espontâneo. Os valores negativos de ∆ demonstraram um processo exotérmico, sendo entalpicamente favorecido para todos os estados termodinâmicos avaliados. Por outro lado, o processo de adsorção é entropicamente desfavorecido (os valores de ∆ foram negativos), possivelmente pela diminuição da entropia configuracional da solução devido à adsorção da nisina. Todos as variáveis termodinâmicas foram influenciados pelo pH da solução, indicando a importância das interações eletrostáticas no processo de adsorção. De uma forma geral, a distribuição da nisina entre a solução e a superfície do MWCNT não depende somente das interações que a nisina faz com o adsorvente, mas também das interações que ela faz com o solvente no bulk e das interações existentes entre as próprias moléculas de nisina no bulk e na superfície do MWCNT. Ao alterar o pH do meio, essas interações são alteradas, afetando o processo de adsorção da nisina. O fato de a nisina estar adsorvida na superfície dos nanotubos não prejudicou a sua propriedade antimicrobiana, e os MWCNTs funcionalizados apresentaram significativa atividade antibacteriana contra o micro-organismo indicador Lactococcus lactis pelo teste de halo (2,02 ± 0,04 cm e 2,11 ± 0,09 cm de inibição para MWCNT-nisA e MWCNT-nisZ, respectivamente) e no ensaio em solução (redução > 8,0 log para ambas as nisinas). Os MWCNTs não funcionalizados não apresentaram atividade antimicrobiana. Os bionanocomplexos MWCNT-nisina apresentam potencial aplicação para o desenvolvimento de nanocompósitos ativos, podendo ser efetivamente dispersos na matriz polimérica para melhorar suas propriedades mecânicas, exibindo também propriedades antimicrobianas.