Em busca de produtos biodegradáveis

Celulose bacteriana associada ao amido é uma possível inovação na produção de bandejas para alimentos em supermercados

A Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer coordena pesquisa com celulose bacteriana que traz inovações na produção de bandejas de alimentos utilizadas em supermercados

Edição: Karina Constancio
Pauta: Cláudia Yukari Hirafuji
Reportagem: Beatriz Botelho

Há menos de um ano, Paula Cristina de Sousa Faria Tischer, professora do Departamento de Bioquímica da Universidade Estadual de Londrina, graduada em Farmácia pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná, com mestrado e doutorado em Bioquímica pela Universidade Federal do Paraná e pós-doutorado atuando em biopolímeros pela UFPR, trabalhou no Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV) na França, desenvolve o projeto “Aplicação de celulose bacteriana, nativas e modificadas, em compósitos com amido”. A pesquisa traz inovações na produção de bandejas de alimentos utilizadas em supermercados e o Conexão Ciência foi saber um pouco mais a respeito desse trabalho.

Conexão Ciência: Quando se iniciou o projeto e quem são os participantes?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: O projeto dos compósitos com o amido começou em abril desse ano. Ele está sendo desenvolvido em parceria com a professora Suzana Mali de Oliveira*- que trabalha com embalagens biodegradáveis de amido há anos -, com o professor Cesar Augusto Tischer** e com o Prof. João Buzato*** que também são do Departamento de Bioquímica e Biotecnologia. Além deles, há também a participação de cinco alunos do curso de Farmácia da UEL e a colaboração da Profa. Izabel Cristina Riegel**** da UFPR. A professora Suzana trabalha com o amido, eu faço as modificações na celulose bacteriana, o professor Cesar estuda a celulose do tipo III, o prof. João auxilia nos processos de fermentação e a Profa. Izabel analisa a estabilidade térmica dos compósitos. A empresa Bionext também colabora como projeto fornecendo filmes comerciais para comparação com os produzidos no laboratório.

Conexão Ciência: Qual o objetivo desse projeto?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: O ponto chave desse projeto é modificar a estrutura da celulose e associá-la ao amido para formar um compósito que será usado na produção de bandejas biodegradáveis utilizadas em supermercados para colocar alimentos. O apelo, nesse sentido, é fazer um produto de fonte renovável, que é biodegradável. E a celulose agrega valor nesse produto porque o amido apresenta alguns problemas: ele hidrata muito fácil e a resistência dessas bandejas é pequena. O amido é um composto que se altera um pouco o aumento da temperatura, perde água e fica mais quebradiço. Se conseguirmos colocar a celulose no meio disso, ela pode fazer com que haja mais resistência nesse material fazendo com que a durabilidade dele seja muito maior.</i>

Conexão Ciência: Qual o tipo de celulose utilizada?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: A celulose pode ser obtida através de bactérias, algas e vegetal. A que eu trabalho é uma celulose bacteriana, obtida da bactéria Acetobacter xylinum.</i>

Conexão Ciência: Como a celulose bacteriana é produzida?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: Nós produzimos essa celulose aqui no Departamento num processo de fermentação estática, na qual a bactéria fica no meio de cultivo, onde tem tudo que precisa para ela crescer: fonte de carbono, de nitrogênio e de oxigênio. Deixamos a bactéria crescer durante 10 dias, então recuperamos a celulose que ela produz, removemos a bactéria, tratamos e depois modificamos a estrutura da celulose.

Conexão Ciência: Vocês utilizam a celulose nativa para depois fazer a modificação. Como é essa celulose e como ela é modificada?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: Existem seis tipos diferentes de celulose de acordo como arranjo cristalino. A naturalmente produzida, é a do tipo I, que é a nativa. Quando fazemos a modificação, a estrutura cristalina é alterada. Então mudamos o arranjo cristalino desse material e, quimicamente, produzimos celulose do tipo II. A estrutura da celulose tem a região amorfa e a região cristalina, esta é a que da resistência para o material. Quando fazemos modificações, mudamos também a percentagem de região cristalina e amorfa, então as propriedades da celulose ficam totalmente diferentes. Algumas ficam mais translucidas, mais transparentes, com diferente resistência térmica, mecânica e morfológica. Outros filmes de celulose ficam mais resistentes, outros mais porosos. Como alteramos a estrutura cristalina, quando a celulose é incorporada com o amido, isso vai modificar as propriedades do compósito, é o que acreditamos constatar com o projeto.

Conexão Ciência: O que é um compósito?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer:  Compósito é a associação de dois ou mais materiais. No caso, eles são dois biopolímeros que quimicamente são iguais, pois tanto celulose quanto amido são compostos por glicose, mas que estruturalmente são totalmente diferentes. O amido nós conseguimos digerir, a celulose não. O amido também tem arranjo cristalino, mas sua resistência e estrutura cristalina são totalmente diferentes da celulose.</i>

Conexão Ciência: Qual a vantagem de se utilizar o amido?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: O amido usado é o de mandioca e ele tem um apelo bem interessante, porque é um polímero relativamente barato. No Brasil, ele não é caro, por isso que nesse compósito, usamos muito mais amido que celulose, por que queremos criar vantagens para a bandeja produzida e também queremos que ela seja economicamente interessante. Então a modificação da celulose pode agregar valor nesse produto e pode fazer com que ele seja mais interessante.

Conexão Ciência: O que seria um biopolímero?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: Biopolímeros são moléculas bastante grandes formadas com várias unidades e que são sintetizados na natureza. A celulose e o amido, por exemplo, são bipolímeros. Diferentemente deles têm os polímeros sintéticos, que são sintetizados quimicamente, e tem como exemplo os plásticos. Estes são derivados do petróleo, ou seja obtidos de fonte não renovável. Nosso objetivo é tratar esse biopolímero, a celulose, que é obtido de fonte renovável, modificar a estrutura cristalina dele para que as propriedades sejam alteradas. Fazendo isso, podemos fornecer diferentes matérias primas que podem ser usadas ou em associação com o amido, desenvolvido nesse projeto ou para outros fins , em desenvolvimento em outros projetos, por exemplo, para regeneração tecidual , sendo suporte para o crescimento celular.

Conexão Ciência: Em qual fase o projeto está?
Profª Dra. Paula Cristina de Souza Faria Tischer: Estamos na fase de modificação dos filmes da celulose e agora vamos começar a fazer a incorporação dos filmes junto na pasta com amido, para fazer as bandejas e então vamos iniciar as análises dos compósitos. Temos que analisar primeiro só a celulose, depois só o amido e, por fim, o compósito. Precisamos ver o que muda na interação dos dois, como essa interação o que ocorre e o que ela melhora no o produto final.

Conexão Ciência: Quais outras funções essa celulose modificada possui?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: Isso não é feito no projeto, mas essa celulose também é utilizada como substituinte de pele para queimados, porque ela forma uma trama estratificada. A celulose é formada por várias cadeias de glicose ligadas na mesma cadeia, ou em cadeias adjacentes, forma assim uma estrutura estratificada com várias camadas. Essa estrutura permite, como substituinte de pele, que a pele respire fazendo troca gasosa e de liquídos, o que é importante no tratamento de queimados ou para lesões no caso de diabetes e outra lesões cutâneas.

Conexão Ciência: Quando é o término do projeto?
Profª Dra. Paula Cristina de Sousa Faria Tischer: Esse projeto vai até abril do ano que vem e tem a possibilidade de renovação por mais um ano, o que é provável que aconteça para que possamos ampliar esses estudos e utilizar a celulose de diferentes formas e com diferentes compósitos.

* Suzana Mali de Oliveira possui graduação em Farmácia e Bioquímica, mestrado e doutorado em Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual de Londrina (UEL).

** César Augusto Tischer possui graduação em Farmácia Industrial, mestrado e doutorado em Ciências Bioquímicas pela Universidade Federal do Paraná (UFPR).Também é pós-doutor em Bioquímica pelo Centre de Recherche sur les Macromolécules Végétales – CERMAV, Grenoble/França.

*** João Buzato possui graduação em Farmácia Bioquímica pela Universidade Estadual de Maringá (UEM) e doutorado em Biochemistry And Microbiology pela University of St Andrews.

**** Izabel Cristina Riegel possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSC), mestrado e doutorado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Crédito da foto: Beatriz Botelho

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