Development of biofilms derived from bacterial cellulose

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5965/223811712442025954

Keywords:

bacterial cellulose, kombucha, SCOBY, biofilm

Abstract

Symbiotic Culture of Bacteria and Yeasts (SCOBY) is one of the main constituents of kombucha, consisting of a bacterial film that forms on the surface of the tea. This is a material that has a favorable fiber composition and biodegradable capacity. Thus, the present study aimed to analyze the factors that influenced the development of SCOBY in order to use it as a raw material to produce new biodegradable materials. The symbiotic culture of bacteria and yeasts showed the best yield (66.8 g) in the experiment prepared with green tea, stored at 30ºC and in a container with a surface area equal to 361 cm2. The addition of bacterial cellulose to the films resulted in a material with better mechanical and thermal resistance. It was concluded that sample B1, with bacterial cellulose and a smaller amount of glycerin in its composition, would be the biofilm with the best characteristics for the production of biopackaging, considering that it has a lower moisture content, greater weight, better mechanical properties, such as greater tensile strength and a higher percentage of elongation, in addition to being a material resistant to high temperatures.

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References

AL-KALIFAWI EJ & HASSAN IA. 2014. Factors Influence on the yield of bacterial cellulose of Kombucha (Khubdat Humza). Baghdad Science Journal 11: 1420-1428.

ALMEIDA DM et al. 2013. Propriedades físicas, químicas e de barreira em filme formados por blenda de celulose bacteriana e fécula de batata. Polímeros 23: 538-546.

ANTUNES LB et al. (2019). Efeito do glicerol nas propriedades mecânicas de filmes a base de quitosana. Revista Desafios 6: 110-117.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D882-00: Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2001.

BARROS MO. 2021. Propriedades de celulose bacteriana: influência do tempo de fermentação em diferentes cepas de Komagataeibacter. Dissertação (Mestrado em química). Fortaleza: Universidade Federal do Ceará. 77 p.

BIELECKI S et al. 2005. Bacterial cellulose. In Biopolymers (Polysaccharides I: Polysaccharides from Prokaryotes); Vandamme, J., Baets, S. D., Steinbüchel, A., Eds.; Wiley-VCH Verlag: Weinheim 5: 37– 90.

BIELER PD. 2023. Produção e caracterização de biofilmes adicionados de endorcapo e mesocarpo e mesocarpo de abricó da Amazônia (Mammae americana L.). Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia de Alimentos). Manaus: Universidade Federal do Amazonas. 31 p.

BORRO JDA et al. 2023. Produção de celulose bacteriana utilizando substratos alternativos no meio de cultura. Energia na agricultura 38: 1–13.

BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 54 de 12 de novembro de 2012. Dispõe sobre o Regulamento Técnico sobre informação Nutricional Complementar. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, poder Executivo, Brasília – DF 12 nov. 2012. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2012/rdc0054_12_11_2012.html. Acesso em: 29 abr. 2025.

CARVALHO EGLD et al. 2015 Desenvolvimento e caracterização de compósitos de fontes renováveis. O papel 76: 119-126.

CELSO F et al. 2008. Estudo das propriedades térmicas de filmes poliméricos compostos de speek, derivados do benzoimidazol e ácido fosfotúngstico. Polímeros 18: 178-186.

CHAN CK et al. 2018. Development of tailor-shaped bacterial cellulose textile cultivation techniques for zero-waste design. Clothing and Textiles Research Journal 36: 33-44.

COSTA DMA et al 2017. Desenvolvimento e caracterização de filmes à base de amido de feijão macáçar (Vigna u nguiculata (L.) Wap). Holos 7: 2-16.

DAVOODI MN et al. 2021. Preparation and characterization of a novel biodegradable film based on sulfated polysaccharide extracted from seaweed Ulva intestinalis. Food Science & Nutrition 9: 4108-4116.

DOMENEGHETTI PA et al. 2019. Caracterização de scoby do kombucha para a produção de biofilmes. In: XIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. São Paulo: Blucher. p. 840-846.

DONINI ÍAN et al. 2010. Biossíntese e recentes avanços na produção de celulose bacteriana. Eclética Química 35: 165-178.

FARIAS MG et al. 2012. Caracterização físico-química de filmes comestíveis de amido adicionado de acerola (Malphigia emarginata D.C.). Química Nova 35: 546-552.

FRANCHETTI SMM & MARCONATO JC. 2006. Polímeros biodegradáveis uma solução parcial para diminuir a quantidade dos resíduos plásticos. Química Nova 29: 811-816.

GARCIA A et al. 2000. Ensaio dos Materiais. 2 ed. Rio de Janeiro: LTC.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. 2008. Métodos físicos químicos para análise de alimentos. 4 ed. São Paulo.

JACOBS V et al. 2020. Produção e caracterização de biofilmes de amido incorporados com polpa de acerola. Revista Iberoamericana de Polímeros 21: 107-119.

JAYABALAN R et al. 2010. Biochemical characteristics of tea fungus produced during kombucha fermentation. Food Science and Biotechnology 19: 843-847.

JAYBALAN R et al. 2014. A review on kombucha tea: microbiology, composition, fermentation, beneficial effects, toxicity, and tea fungus. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 13: 538-550.

LAHIRI D et al. 2021. Bacterial Cellulose: Production, Characterization, and Application as Antimicrobial Agent. International Journal of Molecular Sciences 22: 12984.

LEAL JM et al. 2018. A review on health benefits of kombucha nutritional compounds and metabolites. CYTA-Journal of Food 16: 390–399.

MACLEOD GS et al. 1997. Studies on the physical properties of mixed pectin/ethylcellulose films intended for colonic drug delivery. International Journal of Pharmaceutics 157: 53-60.

MALI S et al. 2010. Filmes de amido: produção, propriedades e potencial de utilização. Semina: Ciências Agrárias 31: 137-155.

MARTINS L. 2021. Bioembalagem com celulose bacteriana do scoby de kombucha. Revista Brasileira de Processos Químicos 2: 21-35.

MONTERREY-QUINTERO ES & SOBRAL PJDA. 2000. Preparo e caracterização de proteínas miofibrilares de tilápia-do-nilo para elaboração de biofilmes. Pesquisa Agropecuária Brasileira 35: 179-189.

NAYAK R et al. 2024. Potential of bacterial cellulose for sustainable fashion and textile applications: A review. Journal of materials Science 59: 6685-6710.

OLIVEIRA MA et al. 2011. Análise térmica aplicada a fármacos e formulações farmacêuticas na indústria farmacêutica. Química Nova 4: 1224-1230.

PALUDO N. 2021. Obtenção e aplicação de nanofibras de resíduo industrial de kombucha em filmes biodegradáveis. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos). Porto Alegre: Universidade Federal do rio Grande do Sul. 85 p.

PETERSEN N & GATENHOLM P. 2011. Bacterial cellulose-based materials and medical devices: Current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology 91: 1277-1286.

RODRIGUES GL et al. 2021. Acompanhamento do processo fermentativo durante a produção de Kombucha. In: Ciências Naturais. João Pessoa: IMEA - Instituto Medeiros de Educação Avançada. p. 482-499.

ROSSINI LDA. et al. 2025. Síntese e caracterização de biofilme à base de amido de pinhão. Revista Thêma et Scientia 15: 243-263.

SANTOS YMA et al. 2019. Desenvolvimento e caracterização de kombucha a base de diferentes chás e adoçados com açúcar demerara. Revista Brasileira de Gestão Ambiental 13: 01-08.

SARANTÓPOULOS CIGL et al. 2002. Embalagens plásticas flexíveis: principais polímeros e avaliação de propriedades. 1 ed. Campinas: CETEA/ITAL.

SHARMA C & BHARDWAJ NK. 2020. Fabrication of natural-origin antibacterial nanocellulose films using bio-extracts for potential use in biomedical industry. International journal of biological macromolecules 145: 914-925.

SHEN M et al. 2020. Are biodegradable plastics a promising solution to solve the global plastic pollution? Environmental pollution 263: 114469.

SHIMAZU AA et al. 2007. Efeitos plastificante e antiplastificante do glicerol e do sorbitol em filmes biodegradáveis de amido de mandioca. Semina: Ciências Agrárias 28: 79-88.

SILVA EC et al. 2007. Análise térmica aplicada à cosmetologia. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas 43: 347-356.

TARIQUE JSMS et al. 2021. Effect of glycerol plasticizer loading on the physical, mechanical, thermal, and barrier properties of arrowroot (Maranta arundinacea) starch biopolymers. Scientific reports 11: 13900.

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Published

12-12-2025

How to Cite

CARESTO, Thaís Cristina Honorato; MOURA, Rodolfo Pessoa de Melo; SILVA, Brendo Pablo Ribeiro da; SANTOS, Wenderson Gomes dos. Development of biofilms derived from bacterial cellulose. Revista de Ciências Agroveterinárias, Lages, v. 24, n. 4, p. 954–971, 2025. DOI: 10.5965/223811712442025954. Disponível em: https://revistas.udesc.br/index.php/agroveterinaria/article/view/27267. Acesso em: 19 dec. 2025.

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