Efeito da adição de nano

May 06, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 5063 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Foram desenvolvidos os filmes biocompósitos à base de Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) reforçados com nanopartículas de prata (AgNPs) e nanopartículas de óxido de titânio (TiO2-NPs). Algumas propriedades físicas e mecânicas: resistência à tração (TS), alongamento (E), módulo de elasticidade de Young (EM), permeabilidade ao vapor de água (WVP) e transparência foram determinadas. As propriedades antibacterianas desses filmes também foram estudadas. Os valores de resistência à tração do filme de HPMC reforçado com Ag NPs e TiO2-NPs e HPMC sem nanopartículas foram 39,24, 143,87 e 157,92 MPa, respectivamente. O alongamento do filme HMPC foi menor do que o filme HPMC reforçado com AgNPs e TiO2-NPs, os resultados foram 2, 35 e 42%, respectivamente. Além disso, o módulo de elasticidade de Young do filme HMPC foi determinado em 19,62 MPa e o filme de HPMC reforçado com AgNPs e TiO2-NPs foi de 4,11 e 3,76 MPa, respectivamente. Os valores de WVP do filme HMPC foram maiores do que o filme HMPC reforçado com AgNPs e TiO2-NPs, onde foram 0,5076 × 10−3, 0,4596 × 10−3 e 0,4504 × 10−3 (g/msPa), respectivamente. Filmes nanocompósitos demonstraram forte atividade antibacteriana contra bactérias patogênicas testadas na zona de superfície de contato. As atividades antibacterianas de AgNPs (~ 10 nm) a 80 ppm foram mais ativas do que 20 e 40 ppm contra patógenos de origem alimentar, ou seja, Bacillus cereus e Escherichia coli, os diâmetros da zona de inibição foram de 9 e 10 mm, respectivamente. Além disso, TiO2-NPs (~ 50 nm) a 80 ppm foram mais ativos do que 20 e 40 ppm contra B. cereus e Salmonella Typhimurium, os diâmetros da zona de inibição foram de 11 e 10 mm, respectivamente.

No setor de alimentos, o uso de nanomateriais tornou-se muito importante e atraente, especialmente materiais de embalagem. Filmes comestíveis e materiais de revestimento são comumente usados ​​como materiais de embalagem apropriados para prolongar a vida útil de alimentos frescos. Esses nanomateriais têm propriedades diferenciadas em comparação com outros materiais devido à sua alta área de superfície em relação ao volume e outras propriedades físico-químicas únicas, como cor, solubilidade, resistência, difusividade, toxicidade, magnética, óptica e termodinâmica, etc.1. A nanotecnologia trouxe uma nova revolução industrial e tanto os países desenvolvidos quanto os em desenvolvimento estão interessados ​​em investir mais nesta tecnologia2. Portanto, a nanotecnologia oferece uma ampla gama de oportunidades para o desenvolvimento e aplicação de estruturas, materiais ou sistemas com novas propriedades em diversas áreas, como agricultura, alimentação e medicina, etc. US$ 100 bilhões em 20203.

A celulose é o composto orgânico mais abundante no meio ambiente, sendo renovável, reciclável e biodegradável (em carbono, hidrogênio e oxigênio)4. Notavelmente, a celulose é mais adequada para fins de embalagem, pois não é um polímero termoplástico, enquanto seus derivados de éster (metilcelulose (MC), hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), hidroxipropilcelulose (HPC) e etilcelulose (EC)) são polímeros termoplásticos biodegradáveis . A hidroxipropilmetilcelulose e o MC são solúveis em água fria, mas após o aquecimento formam um gel termicamente reversível e relativamente duro pelo processo de aquecimento a 50–80 °C5,6. A hidroxipropilmetilcelulose é um material inodoro, insípido, transparente, estável, resistente a óleo, não tóxico e comestível com boas propriedades de formação de filme. É um polímero não iônico com estrutura linear de moléculas de glicose, em que sua matriz é estabilizada por pontes de hidrogênio7,8.

As nanopartículas de prata estão entre as nanopartículas mais exploradas, devido ao seu potencial antimicrobiano estabelecido contra vários comensais e cepas patogênicas9. Além das cepas bacterianas, as nanopartículas de prata são conhecidas por serem inibitórias contra vários fungos e também vários vírus10. A prata visa o metabolismo bacteriano ligando-se ao seu DNA, proteínas e enzimas; resultando em efeitos bacteriostáticos11. As nanopartículas de prata desestabilizam e rompem as membranas externa e citoplasmática12. As nanopartículas de prata também inibem as enzimas da cadeia respiratória e também podem estimular a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS)13.