5.3.1 Car act er ização físico quím ica do solo
5.3.2.5 Taxa de biodegradação
5.3.2.5.2 Por espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR)
Os resultados da determinação da taxa de biodegradação por espectroscopia de infravermelho são mostrados nas Figuras 57 a 59. Os filmes de polietileno de baixa densidade (PEBD) comercial permaneceram inteiros e claros, mas com pequenas modificações nos espectros de FTIR, indicando certa degradação nos estágios finais do teste. As taxas de biodegradação dos filmes de PEBD e PVA variaram de 25,56 e 66,78% (12 dias) a 29,10% e 81,28% (22 dias), respectivamente (Figura 57).
10 20 30 40 50 60 70 80 12 14 16 18 22 Te m po ( dia s) B io d e g r a d a ç ã o ( % ) PVA PEBD
Figura 57: Taxa de biodegradação dos filmes de PVA e PEBD medida por FTIR-ATR na faixa de 1800 a 650 cm-1
Conforme se observa na Figura 58, as taxas de biodegradabilidade das amostras com 40% de amido com 12 dias foram altas, variando de 77,22% (B433) a 85,10% (C433). Como a quantidade de amostra F433 recuperada com 12 dias foi muito pequena, isso impossibilitou sua análise por FTIR, e consequentemente o cálculo da taxa de biodegradação, por isso designou-se que esta tenha sofrido 100% de degradação.
75 80 85 90 95 100 12 14 16 18 20 22 Tempo ( dias) B io d e g r a d a ç ã o ( % ) A4 3 3 B4 3 3 C4 3 3 F4 3 3
Figura 58: Taxa de biodegradação das blendas com 40% de amido medida por FTIR-ATR na faixa de 1800 a 650 cm-1
As blendas A244 e B244 tiveram comportamentos semelhantes até o 16o dia de teste (Figura 59) com taxa de degradação de 78,22% e 75,70% (12 dias) e 85,04% e 88,14% (22 dias), respectivamente. As taxas de degradação inicial (12 dias) nas blendas C244 e F244 foram mais baixas (62,50% e 58,98%, respectivamente), porém nos estágios finais foram mais altas (95,50% e 100%). 56 66 76 86 96 12 14 16 18 20 22 Tempo ( dias) B io d e g r a d a ç ã o ( % ) A2 4 4 B2 4 4 C2 4 4 F2 4 4
Figura 59: Taxa de biodegradação das blendas com 20% de amido, medida por FTIR-ATR na faixa de 1800 a 650 cm-1
As blendas de quitosana e PVA com todos os amidos analisados, bem como os filmes de quitosana e o PVA sofreram altas taxas de degradação quando em contato direto com o solo. O que nos permite classificar a blenda dos três componentes como biodegradável. Vários fatores podem ter contribuído para isso. Os microrganismos presentes no solo como leveduras e bactérias (Pseudom onas aer uginosas) provavelmente contribuíram para a biodegradação das amostras, uma vez que estes são produtores de enzimas capazes de degradar o amido (amilases) e a quitosana (quitosanase) (Zhang et al., 2000; Cheng et al., 2000).
As características hidrofílicas dos três componentes foi outro fator fundamental. Por esta razão a umidade do solo influenciou grandemente na degradação das blendas. Essa contribuição pode ter sido de duas maneiras: facilitando a degradação química (quebra de ligações) ou fornecendo condições adequadas para o crescimento microbiano. Os filmes de quitosana
têm alta afinidade por água, provavelmente porque suas moléculas estejam protonadas (Cervera et al., 2004; Prashanth et al., 2005). Por isso supomos que a degradação da quitosana tenha ocorrido principalmente pelas quebras das pontes de hidrogênio e das interações hidrofóbicas, causando assim a desaminação da molécula, como sugerido por Byaruhanga et al. (2005). Isto foi evidenciado pela perda das bandas em 1653 cm-1, 1600 cm-1 e 1554 cm-1
nas blendas.
A taxa de degradação das blendas foi reduzida pela substituição do amido por PVA e quitosana na blenda, provavelmente, devido à interação das moléculas de amido com estes componentes dificultarem a ação das enzimas sobre as cadeias de amido. Jang et al. (2001) sugeriram que a dispersão de algumas moléculas de amido dentro das cadeias de PVA dificulte o acesso das enzimas a elas. Guohua et al. (2006) verificou que as amilases não degradam o PVA, mas as blendas de amido de milho metilado/PVA sofreram degradação induzida pelas amilases.
6 CON CLUSÕES
• Os amidos de jalapa, cará chinesa e feijão verde, mostraram ser novas alternativas para elaboração de filmes de amido;
• O teor de amilose dos amidos influenciou na capacidade formadora de filme e na melhoria das características mecânicas dos filmes após a formação das blendas;
• O amido de cará chinesa apesar de apresentar baixo teor de amilose, produziu filmes transparentes e flexíveis, principalmente quando o teor de amido foi baixo (20%)
• O PVA e a quitosana tiveram alta compatibilidade com o amido, melhorando as propriedades mecânicas, reduzindo a solubilidade e a permeabilidade ao vapor d’água e a resistência a biodegradação dos filmes;
• Todas as blendas sofreram degradação no solo e a extensão da biodegradação foi proporcional à concentração de amido;
• A umidade do solo influenciou diretamente na degradação das blendas, acelerando o metabolismo microbiano, principalmente dos produtores de amilase;
• Apesar de não ter sido evidenciada a formação de novos grupos funcionais nas amostras degradadas, as análises de FTIR, DSC e difração de raios-X mostraram que houve uma degradação das partes amorfas da fração de amido, o que fez sobressair as parte cristalinas das amostras;
• O produto degradado garantiu certa umidade ao solo, permitindo a proliferação de leveduras e bactérias, necessários para a produção de nutrientes orgânicos;
• A determinação da biodegradabilidade por FTIR-ATR foi mais eficiente e confiável que a determinação por perda de peso, pois é capaz de detectar a organização helicoidal das moléculas de amido, mas é sensível ao tamanho das amostras;
• As blendas de amido/quitosana e PVA (40 e 20% de amido) tiveram alta taxa de permeabilidade ao vapor d’água o que as tornou impróprias
para utilização como embalagens de alimentos de alta umidade. No entanto, são adequadas para aplicações como embalagens de produtos de baixa umidade (eletro-eletrônicos, etc.), como m ulchings agrícolas, embalagem para frutas e hortaliças e produtos de panificação, sacos de compostagem e peças moldadas e curativos.
• A biodegradabilidade destes filmes poderá contribuir grandemente para a redução do volume de resíduos sólidos que ficam acumulados por muito tempo em aterros.
SUGESTÕES PARA TRABALH OS FUTUROS
A área dos plásticos é um assunto que vem ganhando destaque cada vez mais acentuado na mídia e mais pesquisas estão sendo realizadas com o intuito de se obter novos materiais que sejam de fontes renováveis, para resolver alguns problemas atuais. Nesse sentido sugerimos a continuidade deste trabalho com o objetivo de explorar alguns aspectos que não foram abordados no presente trabalho como:
• Elaborar hidrogéis hemocompatíveis para tratamento de feridas e sistemas de liberação de drogas implantáveis;
• Realização de testes que viabilizem a utilização das blendas como: • embalagens de frutas e verduras
• m ulchings agrícolas
• Aumentar a resistência das blendas frente à umidade através de modificações no amido;
• Preparar blendas com outros componentes que melhorem suas propriedades mecânicas.
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