Tratamento químico

A modificação química do amido é baseada na alteração dos grupos hidroxilas por reações químicas (esterificação, eterificação ou oxidação). A presença de três grupos hidroxilas por unidade glucosídica, mostra que o amido atua fundamentalmente como um álcool, embora a natureza química da macromolécula do amido não permite que seja considerado como um álcool (FLECHE, 1985).

A reticulação química tem sido usada para limitar a hidrofilicidade do amido (FOLLAIN et al., 2005a).

A reação inicia na quebra da ligação O-H para formar o amido aniônico (St-O-). O resumo do mecanismo de reação pode ser descrito com as Equações 2.1 e 2.2, onde o St representa o amido e R o agente reticulante. O mecanismo da reação de reticulação é facilitado pela presença de reagentes alcalinos (NaOH, KOH).

St-O-H → St-O- + H2O Equação 2.1

St-O- + R+-X-→ St-O-R + X- Equação 2.2

A reação de reticulação é desenvolvida em presença de reagentes bifuncionais que possam reagir com dois grupos hidroxilas. Entre os agentes reticulantes mais usados estão: a epicloridrina (ECH), o metafosfato trisódico (STMP), o oxiclorato de fósforo (POCl3) e o formaldeído, nos três primeiros reagentes é preciso o meio alcalino para que a reação ocorra, entretanto para os aldeídos é requerido o meio ácido (FLECHE, 1985).

A Tabela 2.5 apresenta o resumo dos resultados obtidos nos diferentes estudos onde a reticulação química foi utilizada como uma estratégia para melhorar as propriedades dos filmes.

Tabela 2.5 Resumo dos resultados obtidos por diferentes autores ao utilizar a reticulação como estratégia para melhorar as propriedades dos biofilmes.

Material Reticulante Resultado Referência

Amido (70% amilose) Epicloridrina (1-10g ECH/100g polímero)

Ao aumentar o grau de reticulação, diminuiu o grau de cristalinidade do amido. Os valores máximos das propriedades mecânicas foram dos filmes com graus moderados de reticulação. RIOUX et al. (2002) Farinha com alto conteúdo de amido

Epicloridrina O aumento na concentração de ECH (de 10 a 70 mL) tornou o material mais rígido. Devido ao aumento no número de ligações covalentes na rede do polímero, reduzindo assim a mobilidade da matriz.

DELVAL et al. (2004) Amido de milho ceroso e com alto conteúdo de amilose

Epicloridrina A tensão dos filmes aumentou com o

aumento no conteúdo de amilose. Filmes de amido ceroso mostraram elongações

menores às observadas nos filmes com amilose. Os filmes de amido reticulado mostraram uma variação moderada das propriedades mecânicas (tensão e elongação). LLOYD & KIRST (1963) Amido (20% amilose) e PVA

Epicloridrina Foi observada uma queda na intensidade do pico –OH (3237 cm-1) ao aumentar o grau de reticulação (FTIR). A reticulação do filme produz temperaturas de transição vítrea (Tg) menores. SREEDHAR et al. (2006) Amido de batata e LDPE Epicloridrina (0,1-2,0g ECH/100g amido)

Filmes de LDPE contendo 5-10% de amido reticulado apresentaram melhores

propriedades mecânicas (tensão e elongação na ruptura) que os filmes de LDPE com amido de batata nativo.

KIM & LEE (2002)

Tabela 2.5 Resumo dos resultados obtidos por diferentes autores ao utilizar a reticulação como estratégia para melhorar as propriedades dos biofilms. (Continuação)

Material Reticulante Resultado Referência

Amido de milho (HSPAN) e PVA

Epicloridrina Foi melhorada a compatibilidade entre HSPAN/PVA pela reticulação com ECH, e assim as propriedades mecânicas dos filmes. A solubilidade em água dos filmes diminuiu com o aumento de ECH. E foi observada uma reticulação simultânea do ECH com os grupos hidroxilas do amido e do PVA. KIM et al. (2002) Isolado de proteína de amendoim Epicloridrina glutaraldeído

A reticulação dos filmes de isolado de proteína de amendoim com ECH melhorou as propriedades dos mesmos, ao diminuir sua permeabilidade ao vapor de água e aumentar a tensão na ruptura.

FENG et al. (2005)

Quitosana Epicloridrina Os filmes de quitosana reticulados com epicloridrina apresentaram propriedades mecânicas (tensão na ruptura) melhoradas.

ZHENG et al. (2000)

Amido de mandioca

Glutaraldeído Ao aumentar o conteúdo de glutaraldeído diminuiu a permeabilidade ao vapor de água dos filmes de amido de mandioca, devido ao efeito da reticulação. PARRA et al. (2004) Quitosana e PVA Formaldeído glutaraldeído glioxal

A reticulação dos filmes compostos de quitosana e PVA com três tipos de aldeídos diminuiu a permeabilidade ao vapor de água e aumentou a tensão e elongação na

ruptura.

CHEN et al. (2005)

Tabela 2.5 Resumo dos resultados obtidos por diferentes autores ao utilizar a reticulação como estratégia para melhorar as propriedades dos biofilms. (Continuação)

Material Reticulante Resultado Referência

Isolado de proteína de soja e zeína Formaldeído glutaraldeído glioxal cinamaldeído

A adição de formaldeído, glutaraldeído, glioxal e cinamaldeído como agentes de reticulação em filmes de isolado de proteína de soja e zeína, melhorou as propriedades físicas dos filmes. Em particular, o

cinamaldeído foi considerado o melhor agente porque é seguro em alimentos.

LEE et al. (2005) Amido de mandioca Diacrilato tetraetileno glicol

Após a reticulação a solubilidade em água do amido diminuiu a 9-16%. A reação de reticulação foi confirmada pela

caracterização no FT-IR. MARQUES, et al. (2006) Amido de milho, fibra lignocelulósica e PVA Hexametoxi metilmelami na (HMMM)

A reticulação química dos filmes de amido, fibra e PVA (todos eles polímeros com grupos hidroxila) com

hexametoximetilmelamina (HMMM) aumentou a resistência à água dos filmes.

IMAM et al. (2005)

Amido (21% amilose), PVA, polietilenglicol

Bórax Os filmes reticulados apresentaram maior estabilidade e menor Tg que as blendas de amido-PVA sem adição de bórax. A tensão na ruptura dos filmes aumentou e a

elongação diminuiu ao aumentar a concentração de bórax adicionada.

SREEDHA R et al. (2005) Amido de milho, PVA e glicerol

Ácido bórico Os filmes obtidos a partir de amido de milho com PVA, glicerol e ácido bórico

apresentaram boas propriedades mecânicas e resistência à água.

YIN et al. (2005)

A reticulação química apresenta-se como a opção mais viável por ser a mais econômica e com diversidade de alternativas, já que a reticulação enzimática envolve um custo elevado e o tratamento com radiação requer equipamentos especiais.

Dentre os agentes químicos, os aldeídos (formaldeído, glutaraldeído, glioxal, hexametoximetilmelamina) são geralmente utilizados para reticular proteínas, com bons resultados, mas apresentam efeitos indesejáveis ao meio ambiente, e seu uso encontra- se regulado. Igualmente ocorre com o ácido bórico e o bórax, sendo seu uso restrito como aditivo indireto aos alimentos (FDA, 2005).

A epicloridrina (C.A.S. 106-89-8) é o agente de reticulação mais usado para o amido (DELVAL et al., 2004).