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Tipo: Dissertação
Título: Desenvolvimento e caracterização de filme polimérico produzido a partir de gelatina de pele detilápia (Oreochromis niloticus) contendo lignina encapsulada
Autor(es): Eberhart, Markus Rafael Carvalho
Primeiro Orientador: Paz, Marcelo Fossa da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Berton, Sharise Beatriz Roberto
metadata.dc.contributor.referee1: Giunco, Aline Janaina
metadata.dc.contributor.referee2: Vega, Willian Renzo Cortez
Resumo: O desenvolvimento de filmes biodegradáveis a partir de resíduos agroindustriais representa uma alternativa aos polímeros sintéticos convencionais. Este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar filmes à base de gelatina obtida da pele de tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus), contendo lignina encapsulada por pectina (LP). A gelatina apresentou rendimento de extração de aproximadamente 16%. Os filmes foram produzidos por casting, utilizando a formulação M4, composta por 5% de gelatina, 1% de glutaraldeído e 0,6% de glicerina, além das formulações M4 + LP 0,2% e M4 + LP 1,0%. Foram avaliadas propriedades colorimétricas, mecânicas, solubilidade, biodegradação e características espectroscópicas por UV-Vis em refletância difusa, fluorescência e FTIR. Os dados quantitativos foram analisados por estatística descritiva, ANOVA e teste de Tukey, adotando-se 5% de significância. A resistência à tração foi de 8,00 MPa para M4, 7,68 MPa para M4 + LP 0,2% e 10,04 MPa para M4 + LP 1,0%, demonstrando aumento de aproximadamente 25,5% na formulação com maior concentração de LP. Em contrapartida, a elongação diminuiu de 87,04% para 40,88% e 16,75%, respectivamente, evidenciando aumento da rigidez e redução da mobilidade da matriz. O ganho médio de massa no ensaio de permeabilidade foi de 0,1579, 0,1549 e 0,1212 g·dia⁻¹ para M4, M4 + LP 0,2% e M4 + LP 1,0%, respectivamente. A permeabilidade ao vapor de água diminuiu de 4,0062 para 3,9301 e 3,0758 g·mm·m⁻²·dia⁻¹·kPa⁻¹, correspondendo a uma redução de aproximadamente 23,2% para M4 + LP 1,0%. A solubilidade média apresentou pequena diminuição, de 18,83 ± 1,78% para 18,27 ± 2,07% e 17,94 ± 0,83%, sem diferença significativa pela ANOVA (F = 0,374; p = 0,695). No ensaio em solo, os filmes perderam integridade antes da obtenção de uma curva completa de massa, com desagregação e presença de micélio observadas até o sexto dia. Na refletância difusa, a média na região UV caiu de 6,12% para 4,87% e 2,05%. A função de Kubelka–Munk máxima aumentou de 9,02 para 11,22 e 28,42, representando incremento de 214,9% na formulação com 1,0% de LP e indicando maior atenuação da radiação ultravioleta. Na fluorescência, os máximos permaneceram entre 495,5 e 497,0 nm, porém a intensidade reduziu de 3198 u.a. para 1859 e 1301 u.a., equivalentes a supressões de 41,87% e 59,32%. A largura à meia altura variou de 76,6 nm na base para 84,1 nm em M4 + LP 1,0%. A análise por FTIR confirmou bandas características da gelatina, lignina e pectina, sem formação de novos grupos funcionais detectáveis, sugerindo interações predominantemente intermoleculares. A pectina apresentou grau de metilação estimado entre 40 e 46%, sendo classificada como de baixa metoxilação. Conclui-se que M4 + LP 1,0% apresentou o melhor desempenho de barreira, resistência mecânica e proteção óptica, embora com perda acentuada de flexibilidade.
Abstract: The development of biodegradable films from agro-industrial waste represents an alternative to conventional synthetic polymers. This study aimed to develop and characterize films based on gelatin obtained from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) skin, containing lignin encapsulated by pectin (LP). The gelatin showed an extraction yield of approximately 16%. The films were produced via casting using formulation M4, composed of 5% gelatin, 1% glutaraldehyde, and 0.6% glycerin, as well as formulations M4 + LP 0.2% and M4 + LP 1.0%. Colorimetric and mechanical properties, solubility, biodegradation, and spectroscopic characteristics (UV-Vis diffuse reflectance, fluorescence, and FTIR) were evaluated. Quantitative data were analyzed using descriptive statistics, ANOVA, and Tukey's test, with a significance level of 5%. Tensile strength was 8.00 MPa for M4, 7.68 MPa for M4 + LP 0.2%, and 10.04 MPa for M4 + LP 1.0%, demonstrating an increase of approximately 25.5% in the formulation with the highest LP concentration. Conversely, elongation decreased from 87.04% to 40.88% and 16.75%, respectively, indicating increased rigidity and reduced matrix mobility. The average mass gain in the permeability test was 0.1579, 0.1549, and 0.1212 g·day⁻¹ for M4, M4 + LP 0.2%, and M4 + LP 1.0%, respectively. Water vapor permeability decreased from 4.0062 to 3.9301 and 3.0758 g·mm·m⁻²·day⁻¹·kPa⁻¹, corresponding to a reduction of approximately 23.2% for M4 + 1.0% LP. Average solubility showed a slight decrease, from 18.83 ± 1.78% to 18.27 ± 2.07% and 17.94 ± 0.83%, with no significant difference according to ANOVA (F = 0.374; p = 0.695). In the soil burial test, the films lost integrity before a complete mass curve could be obtained, with disintegration and the presence of mycelium observed by the sixth day. Regarding diffuse reflectance, the average value in the UV region dropped from 6.12% to 4.87% and 2.05%. The maximum Kubelka–Munk function increased from 9.02 to 11.22 and 28.42, representing a 214.9% increase for the formulation with 1.0% LP and indicating greater ultraviolet radiation attenuation. In fluorescence analysis, peak maxima remained between 495.5 and 497.0 nm, but intensity decreased from 3198 a.u. to 1859 and 1301 a.u., corresponding to quenching rates of 41.87% and 59.32%. The full width at half maximum (FWHM) ranged from 76.6 nm for the control to 84.1 nm for M4 + 1.0% LP. FTIR analysis confirmed characteristic bands for gelatin, lignin, and pectin without the formation of new detectable functional groups, suggesting predominantly intermolecular interactions. The pectin exhibited an estimated degree of methylation between 40% and 46%, classifying it as low-methoxyl pectin. It is concluded that M4 + 1.0% LP exhibited the best performance regarding barrier properties, mechanical strength, and optical protection, albeit with a marked loss of flexibility.
Palavras-chave: Casting
Casting
Colágeno de pele de pescado
Fish skin collagen
Filmes biodegradáveis
Biodegradable films
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Grande Dourados
Sigla da Instituição: UFGD
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de pós-graduação em Ciências e Tecnologia Ambiental
Citação: EBERHART, M. R. C. Desenvolvimento e caracterização de filme polimérico produzido a partir de gelatina de pele detilápia (Oreochromis niloticus) contendo lignina encapsulada. 2026. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2026.
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/7013
Data do documento: 28-Jul-2026
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