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dc.contributor.advisorTorres, Lucicléia Barros de Vasconcelos-
dc.contributor.authorMiranda, Kelvi Wilson Evaristo-
dc.date.accessioned2025-10-30T18:07:25Z-
dc.date.available2025-10-30T18:07:25Z-
dc.date.issued2025-
dc.identifier.citationMIRANDA, Kelvi Wilson Evaristo. Embalagens alimentícias eco-friendly com nanofibras de celulose bacteriana e óxido de carbono amorfo hidratado: obtenção, processamento e propriedades dos materiais. 2025. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83244-
dc.description.abstractThis research aimed to develop sustainable eco-friendly packaging using bacterial cellulose nanofibrils obtained from agro-industrial waste and hydrated amorphous carbon oxide of plant origin. The research was carried out in three stages: (i) obtaining and characterizing bacterial cellulose nanofibrils (BCN) from alternative sources of fermentable carbon from agro-industrial waste from soursop (Annona muricata L.) and genipap (Genipa americana L.) from the tropical regions of the Brazilian Amazon, through a static fermentation route3; (ii) investigation of the processing of a hydrated amorphous carbon oxide suspension of plant origin (HSACO) via ultrasonic cavitation in a hydroalcoholic medium, optimizing the conditions for obtaining stable nanostructured dispersions with functional and biological safety properties 4; and (iii) development of eco-friendly packaging with HSACO and BCN, through the discontinuous casting method, as a viable and strategic solution in the economic, environmental, and social spheres5. Two distinct polymer matrices were used: protein (gelatin) and synthetic (polyvinyl alcohol PVA)6. In stage I, the alternative sources proved to be viable in the formation of BCN, being ecological, sustainable, and economical solutions due to their bioavailability in the production of biomaterials7. The BCNs had a crystallinity index greater than 75%, formed by a network of micro, submicro, and nanostructures of random shape8. In stage II, ultrasonic cavitation in HSACO proved to be efficient, forming a stable, conductive, polydisperse $(\text{PDI}\le3.0)$ suspension at 30%W for 120 min9. Structural organization, such as graphene oxide and reduced graphene oxide, with isolated nanostructures <100 nm10. Additionally, no mortality or anatomical changes were observed in the acute toxicity test Danio rerio (zebrafish)11. Finally, in stage III, the incorporation of HSACO and BCN from genipap into polymer matrices (gelatin and PVA) resulted in packaging with excellent UV radiation barrier properties, maintaining high levels of transparency12. In addition, the mechanical properties were improved in terms of toughness, tensile strength, and elasticity of the materials with the incorporation of 5.0% $(\text{v/v})$ BCN13. These results demonstrate that the developed packaging is technologically viable14. The incorporation of HSACO and BCN, derived from sustainable sources, as reinforcing nanoadditives confirms the significant scientific, technological, and innovative potential of this approach for developing new materials for the food industry.pt_BR
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleEmbalagens alimentícias eco-friendly com nanofibras de celulose bacteriana e óxido de carbono amorfo hidratado: obtenção, processamento e propriedades dos materiaispt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.co-advisorBastos, Maria do Socorro Rocha-
dc.description.abstract-ptbrEsta pesquisa objetivou desenvolver uma embalagem eco-friendly sustentável através do uso de nanofibrilas de celulose bacteriana obtidas de resíduos de agroindustriais e óxido de carbono amorfo hidratado de origem vegetal. A pesquisa foi realizada em três etapas: (i) obtenção e caracterização de nanofibrilas de celulose bacteriana (BCN) a partir de fontes alternativas de carbono fermentável dos resíduos agroindustriais de graviola (Annona muricata L.) e jenipapo (Genipa americana L.) das regiões tropicais da Amazônia brasileira, através de rota fermentativa estática; (ii) investigação do processamento de uma suspensão óxido de carbono amorfo hidratado de origem vegetal (HSACO) via cavitação ultrassônica em meio hidroalcoólico, otimizando as condições para obtenção de dispersões nanoestruturadas estáveis, com propriedades funcionais e de segurança biológica 4; e (iii) desenvolvimento de uma embalagem eco-friendly com HSACO e BCN, através do método casting descontínuo, como solução viável e estratégica no âmbito das esferas econômica, ambiental e social5. Foram utilizadas duas matrizes poliméricas distintas: proteica (gelatina) e sintética (poli(álcool vinílico) - PVA)6. Na etapa I, as fontes alternativas se mostraram viáveis na formação de BCN, sendo soluções ecológicas, sustentáveis e econômicas, devido a biodisponibilidade na produção de biomateriais7. As BCN apresentaram índice de cristalinidade superior à 75%, formada por uma rede de micro, submicro e nanoestruturas de forma handômica8. Na etapa II, a cavitação ultrassônica na HSACO se mostrou eficiente, formando uma suspensão estável, condutivo, polidisperso $(\text{PDI}\le3,0)$, em 30%W por 120 min9. Organização estrutural similar ao óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido, com nanoestruturas isoladas <100 nm10. Além disso, não houve mortalidade ou alterações anatômicas no teste de toxicidade aguda em Danio rerio (zebrafish)11. Por fim, na etapa III, a incorporação de HSACO e BCN de jenipapo nas matrizes poliméricas (gelatina e PVA), resultou em embalagens com excelentes propriedades de barreira à radiação UV, mantendo altos níveis de transparência12. Adicionalmente, as propriedades mecânicas foram aprimoradas quanto à tenacidade, resistência à tração e elasticidade dos materiais com a incorporação de 5,0% (v/v) de BCN13. Tais resultados demonstram que as embalagens desenvolvidas são tecnologicamente viáveis14. A incorporação de HSACO e BCN, oriundos de fontes sustentáveis, como nanoaditivos de reforço confirma o significativo potencial científico, tecnológico e inovador desta abordagem para o desenvolvimento de novos materiais para a indústria de alimentospt_BR
dc.title.enEco-friendly food packaging with bacterial cellulose nanofibers and hydrated amorphous carbon oxide: obtaining, processing, and material propertiespt_BR
dc.subject.ptbrSustentávelpt_BR
dc.subject.ptbrFilme castingpt_BR
dc.subject.ptbrBiopolímeropt_BR
dc.subject.ptbrPolímero sintéticopt_BR
dc.subject.ptbrAlimentos - Embalagenspt_BR
dc.subject.ptbrEmbalagens sustentáveispt_BR
dc.subject.ptbrResíduos orgânicospt_BR
dc.subject.enSustainablept_BR
dc.subject.enCasting filmpt_BR
dc.subject.enBiopolymerpt_BR
dc.subject.enSynthetic polymerpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOSpt_BR
local.author.orcidhttp://orcid.org/0000-0002-5932-4996pt_BR
local.author.latteshttp://lattes.cnpq.br/681715463724923pt_BR
local.advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/7717393367009376pt_BR
local.co-advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/7687094766622011pt_BR
local.date.available2025-10-30-
Aparece en las colecciones: DTA - Teses defendidas na UFC

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