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Tipo: Dissertação
Título: Caracterização e extração de filmes de celulose bacteriana a partir do scoby da kombucha
Autor(es): Cavalli, Marriê Louise
Primeiro Orientador: Bitencourt, Thiago Bergler
Primeiro coorientador: Francisco, Cátia Tavares dos Passos
Resumo: A celulose pode ser obtida de plantas, microrganismos ou representantes do filo Chordata. A sua obtenção em grandes quantidades e a busca por fontes alternativas de produção vem sendo largamente estudadas. Partindo deste ponto, a presente dissertação tem por objetivo extrair celulose bacteriana a partir do SCOBY da kombucha e caracterizá-la. O SCOBY é um consórcio microbiano, constituído por bactérias e leveduras capazes de produzir celulose. A metodologia encontra-se dividida em duas fases. Para a produção dos chás utilizados na kombucha, em ambas as fases, utilizou-se 20 g de chá verde, em infusão em 2 L de água fervente, por 10 minutos, sendo adicionado ao final 100 g de açúcar cristal. Na primeira fase, para a obtenção da celulose bacteriana, realizou-se o processo fermentativo utilizando SCOBY de fermentação pré-existente. A cada 14 dias o SCOBY filho formado era retirado e submetido à processo de branqueamento. Para o processo de branqueamento, utilizou-se hipoclorito de sódio (NaClO) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Na primeira fase, foram realizadas 10 fermentações, com 10 processos de branqueamento diferentes, tendo quantidade de NaClO variando entre 50 mL e 500 mL e de H2O2 variando entre 100 mL e 500 mL. Para a caracterização dos filmes obtidos, avaliou-se o rendimento de celulose bacteriana em percentual e em massa, correlacionando aos aspectos visuais como conformação, maleabilidade, integridade e coloração dos mesmos, no qual, o melhor resultado obtido foi no branqueamento 5, com rendimento de 20,97% e 68,76 g de celulose extraídos. Além disso, fez-se, também, as análises de FT-IR e DSC, buscando verificar a eficiência do processo de branqueamento e de extração da celulose. Na segunda fase, com base nos resultados obtidos na primeira fase, realizou-se padronização do início da fermentação a partir de um inóculo, a espessura de retirada dos filmes de tal processo entre 5-6 mm e a quantidade de NaClO e H2O adicionados no processo de branqueamento em 500 mL/300 mL, além do estudo de duas variáveis: quantidade de H2O2 utilizado no branqueamento e temperatura de secagem dos filmes. Foram realizados 4 processos fermentativos, com 4 processos de branqueamentos e temperaturas de secagem diferentes. Para a caracterização dos filmes, realizou-se análise de rendimento em percentual e massa, observando os aspectos visuais como conformação, integridade e maleabilidade, na qual, o melhor resultado obtido foi na amostra 2 com extração de 15,72% e 44,46 g de celulose. Além disso, fez-se as análises instrumentais de DSC, FT-IR, DRX e MEV, visando avaliar a pureza do material obtido, obtendo melhor resultado na amostra 4. E as análises de cor instrumental, grau de intumescimento e permeabilidade ao vapor de água, pensando em futuras aplicações comerciais, com melhor resultado obtido na amostra 3. Concluiu-se que, dependendo de para qual finalidade a celulose bacteriana será extraída: alta quantidade/rendimento, aplicação comercial ou alta pureza, variam-se os parâmetros utilizados no processo de branqueamento e secagem.
Abstract/Resumen: Cellulose can be obtained from plants, microorganisms or representatives of the phylum Chordata. Its obtainment in large quantities and the search for alternative sources of production have been widely studied. Starting from this point, the present dissertation aims to extract bacterial cellulose from the SCOBY of kombucha and characterize it. SCOBY is a microbial consortium, consisting of bacteria and yeasts capable of producing cellulose. The methodology is divided into two phases. For the production of teas used in kombucha, in both phases, 20 g of green tea was infused in 2 L of boiling water for 10 minutes, with 100 g of crystal sugar being added at the end. In the first phase, to obtain bacterial cellulose, the fermentation process was carried out using SCOBY of pre-existing fermentation. Every 14 days, the formed son SCOBY was removed and submitted to the bleaching process. For the bleaching process, sodium hypochlorite (NaClO) and hydrogen peroxide (H2O2) were used. In the first phase, 10 fermentations were carried out, with 10 different bleaching processes, with the amount of NaClO varying between 50 mL and 500 mL and of H2O2 varying between 100 mL and 500 mL. For the characterization of the films obtained, the bacterial cellulose yield in percentage and in mass was evaluated, correlating to visual aspects such as conformation, malleability, integrity and coloration of the same, in which the best result was obtained in bleaching 5, with yield of 20.97% and 68.76 g of cellulose extracted. In addition, FT-IR and DSC analyzes were also carried out, seeking to verify the efficiency of the bleaching and pulp extraction process. In the second phase, based on the results obtained in the first phase, the standardization of the beginning of fermentation was carried out from an inoculum, the thickness of the films removed from such a process between 5-6 mm and the amount of NaClO and H2O added in the bleaching process at 500 mL/300 mL, in addition to the study of two variables: amount of H2O2 used in bleaching and drying temperature of the films. 4 fermentation processes were carried out, with 4 bleaching processes and different drying temperatures. For the characterization of the films, analysis of yield in percentage and mass was carried out, observing visual aspects such as conformation, integrity and malleability, in which the best result was obtained in sample 2 with extraction of 15.72% and 44.46 g of cellulose. In addition, instrumental analyzes of DSC, FT-IR, DRX and SEM were performed, aiming to evaluate the purity of the material obtained, obtaining better results in sample 4. And the analysis of instrumental color, degree of swelling and permeability to vapor of water, thinking about future commercial applications, with better results obtained in sample 3. It was concluded that, depending on what purpose the bacterial cellulose will be extracted: high quantity/yield, commercial application or high purity, the parameters used in the bleaching and drying process.
Palavras-chave: Celulose
Biopolímeros
Peróxido de hidrigênio
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Laranjeiras do Sul
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/7593
Data do documento: 2022
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos

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