Desenvolvimento e caracterização de micropartículas de amido reticuladas com agente fosfatado e avaliação da adsorção do azul de metileno

• Main Author: Bandeira, Estela Iara
• Other Authors: Marques, Patricia Teixeira
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2016
• Subjects: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Amido; Adsorção; Compostos aromáticos; Fosfatos; Starch; Adsorption; Aromatic compounds; Phosphates
• Online Access: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1774

CAPES === O amido é obtido das mais diversas fontes renováveis e tem características que o tornam um dos biopolímeros mais estudados na atualidade. Além da alta disponibilidade e do baixo custo de obtenção, é biodegradável, biocompatível, estável e não tóxico. A essência deste trabalho está na síntese de micropartículas de amido solúvel e fécula de mandioca comercial, através de modificação química por reticulação com o agente tripolifosfato de sódio nas concentrações 7,5 e 15% (m/m), e posterior caracterização físico-química, morfológica, superficial, espectroscópica, estrutural e térmica. O conteúdo de amilose foi mensurado para o amido e fécula em 21,8% e 28,6 %, respectivamente. Segundo o índice de solubilidade, o processamento em meio básico não modifica a solubilidade do material, porém a adição do agente reticulante aumenta significativamente esse índice, que passa de 12,8 % para o controle não processado, para 22,4 %, para a amostra A5R15. Os materiais à base de amido solúvel tiveram aumento significativo na densidade de reticulação com o aumento da concentração do reticulante, passando de 1,4 na amostra A5R7,5, para 1,9 em A5R15. Os materiais à base de fécula apresentaram comportamento inverso: ao aumentar a concentração do reticulante a densidade de reticulação diminuiu significativamente de 2,9 em F5R7,5, para 1,9 na amostra F5R15. O ponto de carga zero (PCZ) demonstra que abaixo de pH 4 a superfície apresenta-se carregada positivamente. A área superficial das amostras estão compreendidas entre 3,04 e 1,15 m2.g-1. O volume de poros entre 2,94 e 1,33 cm3.g-1 e o tamanho de poro em torno de 1,5 nm. O MEV indica micropartículas de distribuição irregular, lisas e sem rugosidades. As capacidades máximas de adsorção dos materiais foram testadas em pH 7,7 e, para as amostras A5R15 e CA, nos pHs 2, 5, 6 e 9. Observa-se que o processamento em meio básico reduz a capacidade de adsorção de CA e CF em relação a A e F. A adsorção, na amostra A5R15, apresenta grande dependência do pH, atingindo um valor de 587 μg.g-1 no pH 7,7. As amostras A5R15 e F5R7,5 adsorveram quantidades semelhantes, segundo a análise estatística, e expressivamente maiores do que seus respectivos controles e foram as que apresentaram menor dessorção, indicando que o processo de modificação foi efetivo para controlar a liberação do azul de metileno. Nos espectros de infravermelho não foi possível visualizar as bandas características das ligações de fosfato ao material formado, porém, desdobramentos na banda característica de hidroxila sugerem modificação na maneira como esse grupo ficou ligado após a reação. Após a adsorção, os espectros de infravermelho passaram a ter formato diferenciado na banda da hidroxila. A análise de PCA comprova que as maiores modificações observadas nos espectros de infravermelho são observadas na região de 3500 cm-1. A análise térmica mostrou três eventos térmicos relacionados à desidratação e degradação do material. Observa-se que o processamento aumenta a temperatura relacionada à primeira perda de massa, fixada em 12%, porém não se observa aumento de estabilidade devido ao processo ou presença do reticulante. === Starch has properties that make it one of the most studied biopolymers today. It is biodegradable, biocompatible, stable and non-toxic. This work has synthesis of starch and tapioca microparticles, through chemical modification by crosslinking with sodium tripolyphosphate agent in concentrations 7.5 and 15% (m / m). The amylose content was measured for starch and commercial cassava starch at 21.8% and 28.6%, respectively. According to the solubility index, processing in basic medium does not change the solubility of the material, but the addition of crosslinking agent increases this index, which changed from 12.8% for the control unprocessed, to 22.4% for the A5R15 sample. Soluble starch-based materials had a significant increase in the crosslinking density by increasing the concentration of crosslinker, from 1.4 in A5R7,5 sample, to 1.9 in A5R15. The cassava starch-based materials exhibited an opposite behavior: to increase the concentration of crosslinker crosslinking density decreased significantly in F5R7.5 from 2.9, to 1.9 in F5R15 sample. The point of zero charge (PZC) shows that below pH 4 the surface is positively charged. The surface area data is between 3,04 and 1,15 m2.g-1. The pore volume between 2.94 and 1.33 cm3.g-1 and pore size around 1.5 nm. The SEM indicates uneven distribution of microparticles, which are smooth, with no ridges. The maximum adsorption capacity of the materials were tested at pH 7.7 and for A5R15 and CA sample, at pH 2, 5, 6 and 9. It is noted that the processing in basic medium reduces the adsorption capacity of CA and CF in respect fo A and F. The adsorption in A5R15 sample has great dependency on the pH, reaching a value of 587 μg.g-1 in pH 7.7. The samples A5R15 and F5R7,5 adsorbed similar amounts, according to the statistical analysis, and significantly higher than their respective controls and showed lower desorption, indicating that the modification process was effective to control the release of methylene blue. The infrared spectra not show the characteristic bands of the phosphate bonds to the material formed, however, developments in hydroxyl characteristic band suggest modification in the way this group was linked after the reaction. After adsorption, the infrared spectra show different format in the band of hydroxyl. PCA analysis shows that the greatest changes observed in the IR spectra are observed in the region of 3500 cm-1. Thermal analysis showed three thermal events related to dehydration and material degradation. It is observed that the processing increases the temperature to the first mass loss, fixed at 12%, but not observed increased stability due to the presence of crosslinker or process.