Desenvolvimento e caracterização de filmes de poli (butileno adipato-co-tereftalato) aditivados com óleo essencial de Melaleuca alternifolia

Abstract

O presente trabalho objetivou preparar filmes de poli(butileno adipato-cotereftalato) (PBAT), um polímero biodegradável, aditivados com óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Tea Tree) pela técnica de solution casting, nos quais os teores do óleo foram: 5, 10 e 15 % (m/m). O óleo essencial foi caracterizado por cromatografia gasosa hifenada com espectrometria de massas (CG-MS) e sua atividade antimicrobiana foi avaliada frente às bactérias E. coli e S. aureus pela técnica de disco-difusão em ágar. Já os filmes foram caracterizados pelas técnicas de: espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), permeabilidade ao vapor de água (PVA), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC) e ensaio mecânico de tração. Também foi avaliada a atividade antimicrobiana do filme aditivado com 15 % (m/m) do óleo frente à bactéria E. coli em contato com queijo muçarela. Os componentes majoritários do óleo essencial, indicados pelo CG-MS, foram: aromadendreno (20,45 %), α-guaieno (10,28 %), α-terpineol (9,15 %) e 2-metilisoborneol (7,88 %), enquanto que os halos de inibição no teste de disco-difusão em ágar foram de 15 e 11 cm, respectivamente, para as bactérias E. coli e S. aureus, indicando que a E. coli apresentou sensibilidade intermediária ao óleo e o S. aureus foi resistente. Os espectros de FTIR, submetidos a uma análise de componentes principais (PCA), mostraram que houve incorporação do óleo à matriz polimérica por meio das bandas em 1710 e 1735 cm–1. Por sua vez, a adição do óleo não alterou a estabilidade térmica do polímero, mantendo a degradação em uma única etapa, que iniciava, em média, em torno de 361 ºC. Já o DSC mostrou que a temperatura de fusão (123,3 ºC para o PBAT puro, 123,9°C para 5% (m/m) do óleo, 121,8°C para 10% (m/m) do óleo e 121,5 °C para 15% (m/m) do óleo), a temperatura de cristalização (84,1 ºC para o PBAT puro, 84,8 °C para 5% (m/m) do óleo, 83,6 °C para 10% (m/m) do óleo e 85,2 °C para 15% (m/m) do óleo), a entalpia de fusão (11,8 J/g para o PBAT puro, 11,0 J/g para 5% (m/m) do óleo, 10,7 J/g para 10% (m/m) do óleo e 10,2 J/g para 15% (mm) do óleo) e o grau de cristalinidade calculado (14,8% para o PBAT puro, 14,8% para 5% (m/m) do óleo, 15,1% para 10% (m/m) do óleo e 13,9% para 15% (mm) do óleo) também não sofreram alterações significativas com a adição do óleo. Com relação ao ensaio mecânico de tração, a adição de 5 % (m/m) de óleo não promoveu alterações estatisticamente significativas (p < 0,05) nas propriedades mecânicas. Porém, nos casos de 10 e 15 % (m/m), respectivamente, houveram diminuições de 14,49 e de 32,36 % no módulo elástico e de 21,67 e 35,80 % na tensão máxima, aumentando a flexibilidade e reduzindo a rigidez do material. A permeabilidade ao vapor de água não sofreu alteração significativa com a adição de 5 % (m/m) do óleo. Porém, essa propriedade aumentou 82,44 e 96,80 %, respectivamente, com a adição de 10 e de 15 % (m/m) do óleo. O filme aditivado com 15 % (m/m) de óleo apresentou também boa inibição frente à bactéria E. coli, após 12 dias de contato com o alimento (queijo muçarela) na temperatura de 4°C, reduzindo a carga microbiana inoculada de 108×105 UFC/mL para 27,5×105 UFC/mL, o que faz deste material uma promissora embalagem ativa antimicrobiana.