Avaliação da capacidade espessante do biopolímero quitosana na produçção de álcool gel

Abstract

Resumo: A pandemia do coronavírus trouxe diversos desafios e muitas ações foram necessárias para o seu enfrentamento. A higienização das mãos com água e sabão ou com formulações alcoólicas, a fim de evitar a propagação do vírus foi a principal recomendação feita pela Organização Mundial de Saúde. Diante disso, a procura pelo álcool gel foi grande, ocasionando inclusive a falta do produto, devido à escassez do polímero utilizado como matéria prima para dar viscosidade ao álcool e assim buscou-se por alternativas de substituição desse espessante. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar a capacidade espessante do biopolímero quitosana na produção de álcool gel. Para tanto, foram feitos experimentos utilizando diferentes tipos e proporções de quitosana: a quitosana UFPR, obtida a partir de resíduos da carcinocultura, com grau de desacetilação 94% e massa molecular 170 kg/mol e a quitosana comercial (SIGMA) com grau de desacetilação entre 75 a 85% e massa molecular na faixa 190-310 kg/mol. Para avaliar a solubilização dos polímeros, foram testados os ácidos cítrico, propiônico, fosfórico, clorídrico e acético em diferentes proporções. As proporções de quitosana UFPR testadas nos experimentos de solubilização foram 1,0, 2,0, 3,0, 4,0 e 5,0% e para a quitosana comercial SIGMA 3,5, 4,0 e 4,5. A caracterização físico-química do álcool gel foi feita pela determinação do teor alcoólico, densidade, pH, temperatura e viscosidade, além de análise sensorial e teste de estabilidade após 7 dias de produção. Os resultados demonstraram que dentre os ácidos testados, o ácido acético a 2,0% promoveu a solubilização adequada da quitosana. Além disso, todas as proporções de quitosana UFPR utilizadas (0,5; 0,75; 1,0; 1,15; 1,30 e 1,40%) conferiram viscosidade ao álcool gel. Entretanto, a proporção 1,15% foi a que promoveu uma formulação livre de grumos e com viscosidade superior às menores proporções. Para efeito de comparação, o álcool gel produzido com a quitosana comercial apresentou resultados similares nos parâmetros viscosidade, teor alcóolico, pH e densidade a quitosana proveniente do resíduo e, embora a viscosidade alcançada foi bem maior no álcool gel produzido com o carbômero, nos outros aspectos avaliados como transparência, cor, facilidade de espalhar e residual após a fricção as três formulações apresentaram resultados semelhantes. Sendo assim, pode-se concluir que a quitosana é um material alternativo e ambientalmente viável para substituição do carbômero na produção de álcool gel.

Abstract: The coronavirus pandemic brought several challenges and many actions were needed to face it. Hand hygiene with soap and water or alcoholic formulations in order to prevent the spread of the virus was the main recommendation made by the World Health Organization. Due to the scarcity of the raw material, a polymer used to give viscosity to alcohol, and therefore, alternatives to replace these thickeners were sought. In this sense, the aim of this study was to evaluate the thickening capacity of the biopolymer chitosan in the production of alcohol gel. For this purpose, experiments were carried out using different types and proportions of chitosan: UFPR chitosan, obtained from shrimp farm waste, with 94% deacetylation degree and molecular mass 170 kg/mol, and commercial chitosan (SIGMA) with deacetylation degree between 75 at 85% and molecular mass in the range 190-310 kg/mol. To evaluate the solubilization of polymers, citric, propionic, phosphoric, hydrochloric and acetic acids were tested in different proportions. The proportions of UFPR chitosan tested in the solubilization experiments were 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0% and for commercial chitosan SIGMA 3.5, 4.0 and 4.5%. The physicochemical characterization of the alcohol gel was carried out by determining the alcohol content, density, pH, temperature and viscosity, in addition to sensory analysis and stability testing after 7 days of production. The results showed that among the acids tested, 2.0% acetic acid promoted the adequate solubilization of chitosan. In addition, all proportions of UFPR chitosan used (0.5, 0.75, 1.0, 1.15, 1.30 and 1.40%) gave viscosity to the alcohol gel. However, the 1.15% proportion was the one that promoted a lump-free formulation and with a higher viscosity than the smaller proportions. For comparison purposes, the alcohol gel produced with commercial chitosan showed similar results in the parameters viscosity, alcohol content, pH and density to the chitosan from the residue and, although the viscosity achieved was much higher in the alcohol gel produced with carbomer, in the other aspects evaluated, such as transparency, color, spreadability and residual after rubbing the three formulations showed similar results, emphasizing here the sensory evaluation. Therefore, it can be concluded that chitosan is an alternative material and environmentally viable to replace the carbomer in the production of alcohol gel.