Estudo da capacidade de gelificação e formação de hidrogéis a partir da biomassa integral da microalga Spirulina platensis
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resumo
Os hidrogéis são materiais com elevada capacidade de absorção de água, formados por redes
tridimensionais capazes de reter água sem dissolução. Esta característica confere aos hidrogéis
a possibilidade de variadas aplicações na indústria alimentar, farmacêutica e cosmética,
apresentando capacidade gelificante e espessante. A microalga Spirulina platensis é uma
cianobactéria amplamente estudada devido ao seu alto teor proteico, bem como às suas
características nutracêuticas, considerando os compostos bioativos presentes na sua biomassa,
como ficobiliproteínas, vitaminas, minerais e compostos com capacidade antioxidante.
Este trabalho teve como objetivo o estudar da capacidade de gelificação e formação de hidrogel
da biomassa integral de S. platensis. Inicialmente foi aplicado um Planeamento Fatorial
Fracionado (PFF) para a avaliação dos efeitos de seis variáveis do processo (concentração de
biomassa, temperatura, pH, tempo de aquecimento, tempo e velocidade de agitação) nas
seguintes respostas do hidrogel formado: firmeza, consistência, coesividade e trabalho de
coesão. Seguidamente aplicou-se um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR)
usando apenas as variáveis significativas (pH e concentração de biomassa).
A partir das análises estatísticas dos planeamentos experimentais, foi possível maximizar o
processo de formação do hidrogel de acordo com suas características de textura, e a análise de
sinérese realizada demonstrou que os géis formados com maiores concentrações de biomassa
apresentaram uma menor perda de água devido à presença de uma maior concentração de
proteínas. Com a análise de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para a amostra
com os fatores maximizados no planeamento, foi possível identificar as principais bandas dos
grupos funcionais presentes na biomassa e no hidrogel, demonstrando que os grupos presentes
na biomassa podem influenciar na formação do gel e na capacidade de absorção de água, devido
às interações estabelecidas entre os mesmos.
A análise por microscopia eletrónica de varrimento (MEV) e estabilidade térmica
demonstraram que o gel é, possivelmente, formado por agregados de moléculas de biomassa de
S. platensis gerando o que é designado por hidrogel particulado. As análises de reologia e
viscosidade foram realizadas visando comparar as propriedades mecânicas dos géis, um
preparado com 22% de biomassa e pH 5,6 (ponto ótimo nos planeamentos) e outro com 12%
de biomassa e pH 5,6. Os géis analisados apresentaram módulo de carga superior ao módulo de
perda para o teste de varrimento de frequência, apresentando propriedade elásticas. O teste de
recuperação realizado nas amostras, aplicando ciclos de baixa e alta taxa de cisalhamento,
demonstram uma recuperação de aproximadamente 30% para a amostra de maior concentração de biomassa (22%), contudo superior à obtida para a amostra com 12% de biomassa que foi de
25%, demonstrando uma baixa resistência da estrutura da amostra.
Testes preliminares de impressão 3D foram realizados para determinar a viabilidade de
impressão, demonstrando-se que o sistema desenvolvido tem características promissoras para
ser processado por esta tecnologia. Porém, são necessários ainda mais estudos para melhorar as
propriedades mecânicas, principalmente no que respeita à recuperação do material.
