Título do Vídeo: Um Bioplástico de leite Nome dos participantes: Beatriz Santos Raquel Gaspar Professor responsável: Guida Bastos Escola: Secundária José Estêvão- Aveiro E-mail: guida.bastos@esje.edu.pt Data: 15 de março 2012 Resumo A constante preocupação com os resíduos de plástico acumulado em aterros municipais, e a forte dependência de petróleo para fazer plásticos, levou a pesquisas de novos materiais. O bioplástico é um exemplo desses materiais. É um material produzido a partir de matéria-prima renovável e o seu processo de decomposição, integra-se mais rápido na natureza do que os plásticos convencionais. Pesquisas em torno de plásticos biodegradáveis têm-se centrado na utilização de várias matériasprimas naturais e renováveis, tais como óleo de mamona, cana-de-açúcar,
beterraba, ácido lático, caseína, milho e proteína de soja, na produção de bioplásticos Um exemplo material plástico ultra-leve e biodegradável é uma espuma feita a partir de dois ingredientes improváveis: a proteína do leite caseína e a argila comum. Esta nova substância pode ser usada em móveis, almofadas de isolamento, embalagens e outros produtos, Conceitos A caseína é uma fosfoproteína, cuja hidrólise produz além de aminoácidos, o ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) e outros tipos de sais associados. Esta proteína contém também cálcio, dando origem ao complexo cálcio-caseína, conferindo uma estabilidade especial, levando a que não coagule durante o aquecimento. A solubilidade da caseína é afetada pela adição de ácidos. A caseína é insolúvel em meio ácido. Para isolar a caseína, ajusta-se o valor de ph do leite. Nesta operação deve-se ter cuidado em não acidificar muito o leite pois, em meio muito ácido, a lactose hidrolisa. O valor do ph deve ser ajustado a 4,6, valor no ponto isoelétrico da caseína. Neste ponto existe um equilíbrio entre o número de cargas positivas e negativas, o que gera uma situação em que as forças de repulsão entre as moléculas de proteína e as forças de interação com o solvente são mínimas. Assim, as proteínas vão formando aglomerados cada vez maiores, e tendem a precipitar. A diminuição de ph provoca ainda, a perda do cálcio na forma de fosfato de cálcio, que é eliminado no soro. Ca-caseína + 2H + caseína + Ca 2+
Protocolo Experimental Segurança: Ácido acético Produto Corrosivo Produto tóxico por inalação, ingestão e contato com a pele Procedimentos a adotar Utilizar equipamento de proteção pessoal: bata luvas e óculos de segurança. Trabalhar na Hotte. Manusear os reagentes em local ventilado, longe de fontes de calor e de ignição e afastado de materiais incompatíveis. Reagentes: Leite Ácido acético glacial (CH 3 COOH) Corante alimentar Material: Placa de Aquecimento Papel de Filtro Funil de vidro Vareta de vidro Proveta de 50 ml Gobelé de 700 ml Espátula Equipamento para filtração a pressão reduzida: bomba de vácuo e funil de buchner. Procedimento: Aquecer meio litro de leite num gobelé, sem o levar à fervura. Adicionar cerca de 1 ml de corante alimentar
Adicionar ao leite 50 ml de ácido acético glacial e mexer bem a mistura com uma vareta, até observar a formação de uma substância sólida (caseína). Deixar em repouso cerca de 20 minutos para sedimentação da proteína. Filtrar a mistura heterogénea a pressão reduzida. Recuperar o sólido depositado no papel de filtro com uma espátula. Comprimir a caseína num molde de modo a dar forma pretendida. Aplicações A caseína tem diversas aplicações. Após isolada a partir de leite é utilizada em diferentes ramos da indústria. Após dissolução da caseína em soluções alcalinas e posterior secagem, esta tornase uma substância pegajosa que pode ser usada como cola em fitas adesivas e papel autocolante, como agente de ligação das cores em tintas e no papel de parede, como revestimento para o couro fino. Quando isolada segundo cumprindo as normas sanitárias, a caseína pode ser utilizada no fabrico de produtos farmacêuticos e alimentares. A caseína é também utilizada no fabrico de polímeros. Foi em 1890, o Dr. Adolf Spitteler, de Hamburgo, descobriu o primeiro plástico derivado da caseína, quando verteu o formaldeído na coalhada do leite- sintetizou o plástico caseínaformaldeído. Logo de imediato este material teve aproveitamento na indústria de botões. Conclusões Nesta experiência foi possível isolar a caseína do leite. A caseína colocada num molde e após a secagem, endurece e adquire a forma do molde.
A caseína obtida não é muito resistente a amostra quebrou facilmente ao toque. Estudos publicados, revelam que para reforçar a caseína e melhorar a sua resistência à água, é adicionada argila comum e gliceraldeído. A caseína isolada pode ser utilizada para sintetizar o polímero caseína-formaldeído (coloca-la num molde contendo formaldeído durante dois dias) ou para sintetizar uma cola natural (adicionar uma solução alcalina- hidrogenocarbonato de sódio, forma-se o caseinato de sódio). Bibliografia Ciência & Tecnologia: FATEC-JB, Jaboticabal, v. 2, n. 1, p. 52-63, 2011. ISSN 2178-9436. 12Q- Quimica 12º ANO- Victor Gil, João Paiva, António José Ferreira, João Vale. Texto Editiora. Química Orgânica- R Morrison. R. Boyd, Fundação Calouste GulBenkian. Webgrafia: http://laboratoriosescolares.net/docs/manualsegurancalabsescolares/fichasdeseguranca/fichas_seguranca_pt.pdf http://educa.fc.up.pt/ficheiros/noticias/69/documentos/108/manual%20pol%a1meros%20e%20materiais%20polimericos%20nv.pdf http://www.chemistry.mcmaster.ca/~chem2o6/labmanual/expt11/2o6exp11.html http://cibpt.wordpress.com/category/bioplasticos/