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Micropartículas de quitosana como suporte para bioativos: síntese, caracterização, atividade antimicrobiana e formulação cosmética
dc.creator | Garcia, Isadora Atrib | |
dc.date.accessioned | 2025-04-02T14:58:20Z | |
dc.date.available | 2025-04-02T14:58:20Z | |
dc.date.issued | 2025-01-28 | |
dc.identifier.citation | GARCIA, Isadora Atrib. Micropartículas de quitosana como suporte para bioativos: síntese, caracterização, atividade antimicrobiana e formulação cosmética. 2025. 93 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2025. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/15509 | |
dc.description.abstract | Microplastics present in cosmetic products and cleaning agents, combined with improper disposal, have generated large amounts of environmental waste that are resistant to degradation. Thus, biopolymers are being used as an alternative to plastics due to their non-toxicity and shorter degradation time compared to synthetic polymers. Chitosan is a biopolymer synthesized from chitin, which is purified from exoskeletons, such as shrimp shells. This polymer contains functional groups that allow for modifications and crosslinking with bioactives, such as vanillin and gallic acid, in order to maintain and/or enhance the biological properties of each component. The aim of this study was the synthesis, characterization, and antimicrobial evaluation of chitosan microparticles crosslinked with bioactives, to create a product with sustainable properties, providing alternatives to the use of microplastics in cosmetic hygiene and cleaning formulations. The microparticles were synthesized using the gelation method, employing chitosan previously synthesized by the group. The chemical and physical crosslinking processes of chitosan in the microparticles were performed with the use of a reflux system and non-toxic solvents for 5 hours for vanillin and 24 hours for gallic acid. Chemical, physical, and biological characterizations were carried out. The microparticles ME-1V showed a retention of 26.5% with vanillin, while the ME-1V AG microparticles showed a retention of 23.7% with gallic acid, as determined by quantification using a developed UV-vis spectroscopy method. The ME-1V and ME-1V AG microparticles were predominantly stable in water, with different pH values (2.0; 7.0; 10.0). In the oil/water emulsion (cosmetic base), no swelling was observed in the ME-1V and ME-1V AG microparticles. The swelling degree of ME-1V was 97.4%, and of ME-1V AG was 142%. Infrared spectroscopy analysis showed the characteristic bands of chemical crosslinking of vanillin, with the formation of the imine (C=N) bond in the ME-1V microparticles, and physical crosslinking with gallic acid in the ME-1V AG microparticles, through hydrogen bonds, which were absent in the spectrum of the ME-1 microparticles containing only chitosan. Scanning electron microscopy images revealed well-defined, predominantly spherical shapes, with a smooth and homogeneous surface. The particle diameter ranged from 692-940 μm. Energy dispersive spectroscopy analysis indicated the main atomic constituents C, N, O present in chitosan, vanillin, and gallic acid. Thermal analyses demonstrated the stability of the crosslinked microparticles, with a particular emphasis on the thermal stability of the ME-1V AG microparticles, which showed 49.35% residue at 500ºC. Regarding antimicrobial potential, only ME-1V AG and the precursor bioactives (chitosan, vanillin, and gallic acid) exhibited this capacity, particularly against the Gram-negative bacterium Escherichia coli. Thus, both ME-1V and ME-1V AG microparticles demonstrated suitable characteristics for alternative use in cosmetic hygiene and cleaning formulations, as replacements for microplastics. Finally, it is concluded that the results obtained in this study align with the principles of sustainability defined by the sustainable development goals, while also adding value to the raw materials in the development of new materials. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Quitosana | pt_BR |
dc.subject | Reticulação | pt_BR |
dc.subject | Bioativos | pt_BR |
dc.subject | Micropartículas | pt_BR |
dc.subject | ODS | pt_BR |
dc.subject | Alternativa ao microplástico | pt_BR |
dc.title | Micropartículas de quitosana como suporte para bioativos: síntese, caracterização, atividade antimicrobiana e formulação cosmética | pt_BR |
dc.title.alternative | Chitosan microparticles as support for bioactives: synthesis, characterization, antimicrobial activity, and cosmetic formulation | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/0053504781073274 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-5442-9705 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/5028683428599151 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Santos, Aline Joana Rolina Wohlmuth Alves dos | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1630733121757523 | pt_BR |
dc.description.resumo | Os microplásticos presentes em produtos cosméticos e agentes de limpeza, associado com o descarte incorreto têm gerado grandes quantidades de resíduos ambientais, que são resistentes à degradação. Assim, os biopolímeros estão sendo utilizados como uma alternativa os plásticos por não serem tóxicos e possuírem tempo de degradação menor que os polímeros sintéticos. A quitosana é um biopolímero sintetizado a partir da quitina purificada a partir de exoesqueletos, a exemplo das cascas de camarão. Esse polímero possui grupos funcionais que permitem modificações e reticulação com bioativos, como vanilina e ácido gálico, de forma a manter e/ou potencializar as propriedades biológicas de cada componente. O objetivo deste trabalho é a síntese, caracterização e avaliação antimicrobiana de micropartículas de quitosana, reticuladas com bioativos, para formação de produto com propriedades sustentáveis, que proporcionem alternativas ao uso de microplásticos em formulações cosméticas de higiene e limpeza. As micropartículas foram sintetizadas pelo método de gelificação, fazendo uso de quitosana sintetizada previamente pelo grupo. O processo de reticulação química e física da quitosana nas micropartículas foi realizado, respectivamente, com uso de sistema de refluxo e solventes atóxicos, pelo período de 5h para a vanilina e 24h para o ácido gálico. Caracterizaçãoes químicas, físicas e biológicas foram realizadas. As micropartículas ME-1V evidenciaram retenção de 26,5 % com vanilina e as ME-1V AG evidenciaram retenção de 23,7 % com ácido gálico, a partir da quantificação realizada por método desenvolvido com uso de espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis). As micropartículas ME-1V e ME-1V AG mostraram-se, majoritariamente, estáveis em água, com diferentes valores de pH (2,0; 7,0; 10,0). Em emulsão água/óleo (base cosmética) não foi observado intumescimento das micropartículas ME-1V e ME-1V AG. O grau de intumescimento de ME-1V foi de 97,4% e de ME-1V AG foi de 142%. A análise de espectroscopia na região do infravermelho mostrou as bandas características da reticulação química da vanilina, com a formação da ligação imina (C=N) nas micropartículas ME-1V, e da reticulação física, com ácido gálico, nas micropartículas ME-1V AG, por meio das ligações de hidrogênio, que não estavam presentes no espectro das micropartículas ME-1 que continham apenas quitosana. As micrografias obtidas por microscopia eletônica de varredura evidenciaram formas definidas, tendenciando ao formato esférico, com superfície lisa e homogênea. O tamanho de diâmetro das micropartículas variou de 692-940 μm. A análise de espectroscopia de energia dispersiva indicou os principais constituintes atômicos C, N, O presentes na quitosana, vanilina e ácido gálico. As análises térmicas evidenciaram a estabilidade das micropartículas reticuladas, com destaque para a estabilidade térmica das micropartículas ME-1V AG, que evidenciaram 49,35% de resíduo à 500ºC. Em relação ao potencial antimicrobiano, apenas ME-1V AG e os bioativos precursores (quitosana, vanilina e ácido gálico) mostraram essa capacidade, com destaque para ação frente à bactéria Gram - Eschericha coli. Dessa forma, ambas micropartículas ME-1V e ME-1V AG mostraram as características adequadas ao emprego alternativo em formulações cosméticas de higiene e limpeza, ao invés ao uso de microplásticos. Por fim, conclui-se que os resultados obtidos neste trabalho respeitam os preceitos de sustentabilidade definidos pelos objetivos de desenvolvimento sustentáveis, ao mesmo tempo em que, agregam valor às matérias primas, no desenvolvimento de novos materiais. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Bianchini, Daniela | |
dc.subject.cnpq1 | QUIMICA | pt_BR |
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PPGQ: Dissertações e Teses [242]
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