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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37448| Tipo: | Tese |
| Título: | Revestimentos ativos a base de poli(estireno-co-butadieno) com nanocristais de celulose (CNC) e nanoparticulas de prata biogênica (AgNPs) por aspersão por sopro em solução (SBSp) para aplicação em embalagens de alimentos |
| Autor(es): | Silva, Natália Fernanda Inocêncio |
| Orientador: | Santos, Amélia Severino Ferreira e |
| Coorientador: | Medeiros, Eliton Souto de |
| Orientador: | Oliveira, Juliano Elvis de |
| Orientador: | Guerrini, Lília Müller |
| Orientador: | Oliveira, Maurício Pinheiro de |
| Resumo: | Neste trabalho foram desenvolvidos e avaliados revestimentos antimicrobianos contendo látex poli(estireno-co-butadieno) SB, nanocristais de celulose (CNC) e nanopartículas de prata (AgNPs) biogênicas, produzidos por solution blow spraying (SBSp) e avaliados em substrato de vidro e papel, com o intuito de oferecer recobrimento de fácil aplicação. As AgNPs biogênicas foram produzidas por redução química do nitrato de prata com extrato de orégano (Origanum vulgare L). As nanopartículas apresentaram concentração igual a 0,00017 g/mL, diâmetro médio igual a 60 nm obtido via espalhamento dinâmico de luz (DLS) e concentração inibitória mínima (MIC) para E. coli e S. aureus igual a 27,8 μg/g. Após secagem em condições ambiente, as AgNPs apresentaram morfologia de bastonetes e semi-esferas com tamanho de 10 μm, observado via microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo acoplada a espectrometria de energia dispersiva de raios-X (MEV-FEG/EDS). Os revestimentos foram obtidos a partir da mistura de 20 %m/m do látex de SB com 3 %m/m de CNC (SB/CNC) e as condições de aspersão por SBSp foram ajustadas para ambos os substratos obtendo SB/CNC com boa uniformidade e espessura média da ordem de 0,7 μm e 1,6 μm sobre os substratos de vidro e papel, respectivamente. Os revestimentos SB/CNC/AgNPs, SB/CNC/AgNPs1x e SB/CNC/AgNPs2x foram produzidos, utilizando-se três variações de processamento SBSp e foi avaliada a incorporação das AgNPs (ancoramento na superfície externa, ou incorporação na dispersão do nanocompósito polimérico) e o efeito da concentração de AgNPs na superfície do revestimento (SB/CNC/AgNPs1x e SB/CNC/AgNPs2x). No caso do substrato de papel foi estabelecida uma gramatura máxima do revestimento igual a 17,8 g/m2 e os valores inferiores a 30 mg/g para capacidade de absorção de água (COBB), tendo como referência o papel cartão revestido com o SB/CNC/AgNPs por laminação. As imagens de MEV-FEG/EDS revelaram aglomeração de prata na superfície do SB/CNC/AgNPs2x. O SB/CNC/AgNPs1x apresentou atividade antimicrobiana similar ao revestimento SB/CNC/AgNPs. Apesar da inibição do crescimento de biofilmes ter sido menor para S. aureus (63%), todos os revestimentos com AgNPs tiveram ação antimicrobiana contra as duas cepas estudadas, E. coli e S. aureus o SB/CNC/AgNPs atende os limites exigidos pelos órgãos reguladores, estando apto para aplicação em embalagens para contato direto com alimentos. |
| Abstract: | In this work, antimicrobial coatings containing poly(styrene-co-butadiene) SB latex, cellulose nanocrystals (CNC) and biogenic silver nanoparticles (AgNPs) produced by solution blow spraying (SBSp) on two substrates, glass and paper, were developed and evaluated in order to provide easy-to- apply coating. The biogenic AgNPs were produced by chemical reduction of silver nitrate with oregano extract (Origanum vulgare L). The nanoparticles presented a concentration of 0.000 17 g/mL, an average diameter of 60 nm, determined by dynamic light scattering (DLS), and a minimum inhibitory concentration (MIC) detected for E. coli and S. aureus of 27.8 μg/g. After drying under ambient conditions, the AgNPs acquired the shape of rods and semi-spheres with micrometric size, observed by scanning electron microscopy with field emission coupled to energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-FEG/EDS). The coatings were produced by mixing 20% by mass of SB latex with 3% by mass of CNC (SB/CNC) in relation to the dry mass of SB and the SBSp spraying conditions were adjusted for both substrates obtaining uniform SB/CNC and thickness of the order of 0.7 μm and 1.6 μm on the glass and paper substrates, respectively. The SB/CNC/AgNPs, SB/CNC/AgNPs1x and SB/CNC/AgNPs2x coatings were produced using three variations in the SBSp processing and also the form of incorporation of AgNPs was observed (anchoring on the external surface, or incorporation in the dispersion of the polymeric nanocomposite), in addition to the effect of the concentration of AgNPs on the coating surface (SB/CNC/AgNPs1x and SB/CNC/AgNPs2x). In the case of the paper substrate, a maximum coating weight of 17.8 g/m2 and values lower than 30 mg/g for water absorption capacity (WBC) were established as a target, taking as reference the cardboard coated with the SB/CNC/AgNPs nanocomposite by lamination. The SEM-FEG/EDS images revealed silver agglomeration on the surface of the SB/CNC/AgNPs2x. The SB/CNC/AgNPs1x showed antimicrobial activity similar to the SB/CNC/AgNPs coating. Although the inhibition of biofilm growth was lower for S. aureus (63%), all coatings with AgNPs had antimicrobial action against the two strains studied, E. coli and S. aureus, and showed minimal silver migration content, being suitable for use in food packaging. |
| Palavras-chave: | Nanotecnologia Dispersão polimérica Prata coloidal Embalagens antimicrobianas Síntese verde Orégano Papel cartão Solution blow spraying Poly (styrene-co-butadiene) Nanoparticles Coating Renewable resources Cardboard |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Engenharia de Materiais |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37448 |
| Data do documento: | 10-Fev-2025 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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