RESUMO A produção de biofilmes e revestimentos poliméricos a base de polímeros naturais, a fim de aplicá-los como embalagens de alimentos é alvo de constantes pesquisas, devido a necessidade de diminuir o volume de embalagens plásticas descartadas e otimizar as propriedades e validade dos alimentos. Dentre a imensa variedade de polímeros utilizados para esse fim, a carboximetilcelulose (CMC) destaca-se por apresentar características favoráveis para a formação de soluções filmogênicas, além de ser biodegradável e apresentar baixo custo. Visando potencializar as propriedades naturais desse polímero, pesquisadores tem utilizado aditivos que são incorporados a solução filmogênicas como nanopartículas de quitosana (NSQ) e Cúrcuma longa (C). A quitosana também é um polímero natural, amplamente utilizado em aplicações nos campos da farmacologia, tecnologia de biomateriais, biomedicina, agricultura e indústrias cosmética e alimentícia. A Cúrcuma longa derivada do açafrão, apresenta propriedade antioxidantes e antimicrobianas, que tem despertado bastante interesse, principalmente na indústria alimentícia, visando a substituição de antioxidantes sintéticos por esses materiais naturais. Neste trabalho, foram preparadas nanopartículas de quitosana por gelificação ionotrópica e incorporadas ao polímero (CMC), juntamente com a Cúrcuma longa, com o intuito de reforçar e potencializar as propriedades naturais desse polímero, para a preparação de biofilmes comestíveis. Após a preparação, caracterizá-los através de análises das propriedades mecânicas, permeabilidade ao vapor de água e ângulo de contato.

ABSTRACT The production of biofilms and polymeric coatings based on natural polymers in order to apply them as food packaging is constantly being researched due to the need to decrease the volume of discarded plastic packaging and optimize the properties and validity of food. Among the immense variety of polymers used for this purpose, carboxymethylcellulose (CMC) has stood out for presenting favorable characteristics for the filmogenic solutions formation, besides being biodegradable and presenting low cost. Aiming to enhance the natural properties of this polymer, researchers have used additives that are incorporated into the filmogenic solution such as chitosan nanoparticles (NSQ) and turmeric. Chitosan is also a natural polymer, widely used in applications in the fields of pharmacology, biomaterials technology, biomedicine, agriculture and the cosmetics and food industries. Turmeric derived from saffron, has antioxidant and antimicrobial properties, which has aroused a lot of interest, especially in the food industry, aiming to replace synthetic antioxidants with these natural materials. In this work, chitosan nanoparticles were prepared by ionotropic gelation and incorporated into the polymer (CMC), along with turmeric, in order to reinforce and enhance the natural properties of this polymer for the preparation of edible biofilms. After preparation, they are characterized by analysis of mechanical properties, water vapor permeability and contact angle.

Hidrogéis produzidos a partir de poliacrilamida (PAAm) foram sintetizados e suas eficiências para liberação controlada de NH4+ e K+ contidos em fertilizantes foram avaliadas. Os hidrogéis foram sintetizados em solução aquosa a partir da polimerização do monômero acrilamida (AAm) em duas concentrações (3,6 e 21,7 %), em presença do agente de reticulação N', N-metileno-bis-acrilamida (MBAAm) e catalisador N, N, N', N'-tetrametil etilenodiamina (TEMED). A fixação de nutrientes ocorreu submetendo-se os hidrogéis à solução aquosa com concentrações de 86 e 82 mg L-1 de K+ e NH4+. As propriedades hidrofílicas, espectroscópicas e morfológicas foram investigadas por meio de medidas de grau de intumescimento (Q), por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por meio de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os teores de NH4+ e K+ liberados em meio aquoso foram monitorados em intervalos de tempo de 1, 2, 4, 18, 26 e 50 h por espectrofotometria com análise por injeção em fluxo e por fotometria de chama. Os resultados de grau de intumescimento mostraram que hidrogéis com nutrientes fixados são mais hidrofóbicos. Observações em MEV revelaram decréscimo no tamanho médio dos poros para os hidrogéis com maior quantidade de acrilamida. A cinética de liberação controlada de NH4+ e K+ permitiu inferir que o hidrogel sintetizado com 21,7 % de AAm apresentou maior potencial na liberação controlada dos nutrientes, principalmente NH4+.

Hydrogels based on polyacrylamide (PAAm) were synthesized and their efficiency for the controlled release of ammonium and potassium contained in fertilizers evaluated. The hydrogels were synthesized by polymerizing acrylamide (AAm) in aqueous solution at two acrylamide concentrations (3.6 and 21.7 %) using N-N'-methylene-bisacrylamide (MBAAm) as cross-linker and N,N,N',N' tetramethylethylenediamine (TEMED) as catalytic agent. Nutrient fixation was performed by immersion of hydrogels in aqueous nutrient solutions with 86 and 82 mg L-1 K+ and NH4+. The hydrophilic, spectroscopic and morphological properties were investigated based on the swelling degree (Q) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and images obtained using scanning electron microscopy (SEM). The amount of NH4+ and K+ released in aqueous solution was monitored at intervals of 1, 2, 4, 18, 26, and 50 h by spectrometry, using a flow injection analysis system, and by flame photometry. The swelling degree results show that hydrogels with fixed nutrients are more hydrophobic. SEM images revealed a significant decrease in the average porous size of hydrogels with higher acrylamide content. The release kinetics of NH4+ and K+ allowed to conclude that hydrogel synthesized with 21.7 % AAm had a higher nutrient release potential, especially NH4+.

Thermosensitive hydrogels were synthesized using alginate-Ca2+ in association with a thermosensitive polymer, such as PNIPAAm. The mechanical properties of the hydrogels were determined measuring the maximum tension of deformation. With the increase of the temperature by 25 to 40 ºC above the LCST the chains of PNIPAAm collapsed, dragging the alginate net and diminishing the size of the pores. The decrease in the size of the pores of the hydrogel was followed by an increase in the mechanicals resistance of the material.