PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES BIODEGRADÁVEIS A BASE DE GELATINA E CARRAGENANA PARA APLICAÇÃO COMO EMBALAGEM ATIVA

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Martiny, T.R. (UNIPAMPA) ; Ribeiro, P.B. (UNIPAMPA) ; Silva, B.Z. (UNIPAMPA) ; Moraes, C.C. (UNIPAMPA) ; Rosa, G.S. (UNIPAMPA)

Resumo

O objetivo desde trabalho foi elaborar e caracterizar filmes biodegradáveis para aplicação como embalagem ativa de alimentos. Os filmes foram produzidos utilizando carragenana, gelatina, glicerol e água, pela técnica de casting. Caracterizaram-se os filmes com relação à espessura, permeabilidade ao vapor de água (PVA), propriedades mecânicas e propriedades antimicrobianas. Os filmes apresentaram-se manuseáveis e bem homogêneos. O filme de carragenana apresentou melhores valores de espessura, PVA e propriedades mecânicas, quando comparado com o filme de gelatina, além disso, diferentemente do filme de gelatina, este apresentou atividade antimicrobiana quando utilizado como embalagem de carne de cordeiro. O filme biodegradável de carragenana mostrou promissora aplicação como embalagem ativa.

Palavras chaves

FILME BIODEGRADÁVEL; EMBALAGEM ATIVA; CARRAGENANA

Introdução

Na busca por novas tecnologias para preservação de alimentos surgem as embalagens ativas. São chamadas de ativas, pois diferentemente das embalagens tradicionais, que apenas protegem o produto contra ações externas indesejáveis, interagem com o mesmo para sua conservação (SILVA, 2011). As embalagens ativas podem ser produzidas com uma variedade de materiais (ROBERTSON, 2013), porém o desenvolvimento de embalagens com materiais biodegradáveis foi intensificado, devido à preocupação com o impacto ambiental causado pelo uso de materiais não biodegradáveis baseados em plásticos (ABDOU; SOROUR, 2014). Os filmes biodegradáveis são exemplos desses tipos de embalagens. Caracterizam-se por filmes finos produzidos a partir dos formadores de matriz, solventes e agentes plastificantes (BATISTA, 2004; KECHICHIAN, 2007). Os formadores de matriz são biopolímeros que estruturam os filmes, as carragenanas, extraídas das algas vermelhas, são polissacarídeos, que podem se apresentar como um biopolímero alternativo para a produção de embalagens (ABDOU; SOROUR, 2014). Alguns estudos também sugerem o aproveitamento das algas vermelhas como um produto com potenciais antimicrobiano, antioxidante, antiviral, antitumoral e anticoagulante, bem como no tratamento de algumas doenças. A detecção, caracterização e isolamento de substâncias ativas presentes em algas tem crescido nos últimos anos (STEIN, 2011). O objetivo deste trabalho foi desenvolver filmes à base de carragenana e gelatina e caracterizá-los quanto à espessura, permeabilidade ao vapor de água, propriedades mecânicas e propriedades antimicrobianas, avaliando-se assim sua potencialidade para aplicação como embalagem ativa para alimentos, visando obter uma alternativa que possa substituir as embalagens não biodegradáveis e que também possa aumentar o tempo de prateleira dos produtos.

Material e métodos

Os filmes biodegradáveis foram produzidos através da técnica de casting. As soluções filmogênicas foram elaboradas a partir de gelatina (1 g), carragenana (0,5 g), água destilada (50 mL) e glicerol (agente plastificante - 0,3 g). Foram preparados filmes, em triplicata, com diferentes formulações, em que foram apenas alteradas a matriz polimérica utilizada, gelatina ou carragenana. As metodologias empregadas para avaliar as propriedades dos filmes biogegradáveis produzidos estão apresentadas a seguir. Espessura: foi determinada pela média das medidas de 10 pontos da superfície do filme, sendo estes aleatórios e distintos, utilizando-se micrômetro digital (INSIZE – IP65, Ásia) (SOBRAL, 2000). Permeabilidade ao vapor de água (PVA): foi determinada gravimetricamente pelo método ASTM E 96/E 96M – 05. Os filmes foram aplicados em células de permeação contendo cloreto de cálcio anidrogranulado. Estas células foram então acondicionadas em dessecadores a 23 °C e 50 % de umidade relativa e pesadas durante 7 dias em intervalos de 24 h. Propriedades mecânicas: A resistência à tração (T) e elongação (E %) dos filmes foram determinadas utilizando-se um texturômetro (TA.XT plus–Texture Analyser) e célula de carga de 50 N, de acordo com o método padrão ASTM D 882-02. Propriedades antimicrobianas dos filmes: Para verificação das propriedades antimicrobianas do filme, testou-se a embalagem de salame italiano, previamente fatiado, com o filme biodegradável de gelatina e a embalagem de carne de cordeiro com o filme biodegradável de carragenana. Como controle microbiológico, avaliou-se a presença de coliformes termotolerantes, tanto nas amostras in natura, como as embaladas com o filme. Seguiu-se a metodologia descrita por Silva et al. embasada nas orientações da American Public Health Association (APHA). Foi utilizada a técnica de contagem padrão em placas para mesófilos aeróbios totais. Inicialmente, separou-se duas porções de cada amostra de produto cárneo, contendo 25 g cada. A primeira destas amostras foi utilizada como controle e imediatamente procedeu-se às análises microbiológicas. A outra foi embalada com o filme. Na sequência, as amostras embaladas foram armazenadas em refrigerador por 48 h, decorrido este tempo procedeu-se com as análises microbiológicas. Análise estatística: as médias dos resultados foram comparadas pelo teste de Tukey no nível de 5% de significância.

Resultado e discussão

Os filmes de carragenana e gelatina apresentaram uma superfície contínua e homogênea, não apresentaram fissuras, bolhas, após o processo de secagem, nem partículas insolúveis ou poros abertos. Os resultados de espessura, PVA e propriedades mecânicas dos filmes biodegradáveis à base de carragenana e gelatina estão apresentados na Tabela 1. A espessura do filme gelatina foi maior que a do filme de carragenana (Tabela 1). Uma grande quantidade de variados valores de espessura para filmes biodegradáveis tem sido encontrada na literatura. Paula (2013) obteve a espessura de 0,034 mm para filmes de carragenana. Nishihora (2015), obteve a espessura de 0,086 mm para seus filmes produzidos com gelatina, glicerol e tratados com luz UV. Sobral (2000) afirma que controle da espessura dos filmes é difícil, sobretudo nos processos de produção do tipo casting. Os filmes devem ter propriedades mecânicas que garantam a integridade dos mesmos quando utilizados como embalagem. Neste trabalho, a tensão de ruptura e a elongação foram maiores para filme de carragenana do que para o filme de gelatina (Tabela 1). O filme biodegradável de carragenana foi mais elástico e flexível quando comparado com o filme biodegradável de gelatina. Ainda, a partir dos dados da Tabela 1 pode-se constatar que o filme de carragenana apresentou menor PVA que o filme de gelatina. Sobral (2000), em filmes com gelatina, constatou que o aumento da espessura dos filmes provoca um aumento da PVA, fato que foi constatado nesse trabalho, pois o filme de gelatina que teve a maior espessura apresentou a maior PVA. Vale ressaltar, que valores baixos de permeabilidade remetem a maior conservação de alimentos. Quanto às análises de inibição frente aos mesófilos aeróbios os resultados estão apresentados na Tabela 2. Com os resultados da Tabela 2 obteve-se que o produto cárneo embalado com o filme biodegradável de gelatina apresentou crescimento superior ao da amostra inicial, indicando que o filme biodegradável não proporcionou inibição ao crescimento dos micro-organismos. Já o produto cárneo embalado com o filme biodegradável de carragenana teve sua população microbiana diminuída após o período de armazenamento, acredita-se que a diminuição da população microbiana presente originalmente na amostra, se deva à ação antimicrobiana do filme biodegradável, protegendo o alimento contra a entrada de contaminação e também inibindo o crescimento dos micro-organismos.

Fonte: Autoras (2017). ± desvio médio. Letras diferentes na mesma coluna diferem estatisticamente (p < 0,05).


Fonte: Autoras (2017). Média aritmética e ± desvio médio. UFC.g-1: unidades formadoras de colônia/g.

Conclusões

O estudo mostrou que o filme elaborado com carragenana é menos espesso e possui propriedades mecânicas e de barreira melhores, sendo um diferencial na elaboração de filmes biodegradáveis. Ainda, este apresentou atividade antimicrobiana frente a mesófilos aeróbios, quando usado como embalagem de carne de cordeiro. Portanto, é possível a produção de filmes à base de carragenana com potencialidade para embalagem ativa de alimentos, porém, faz-se necessária uma maior investigação para melhorar o desempenho dos filmes, a fim de aumentar ainda mais suas propriedades mecânicas e diminuir a sua permeabilidade ao vapor de água, ainda pode-se pensar em incrementar essa atividade antimicrobiana do filme de carragenana incorporando-se na formulação do filme compostos antimicrobianos.

Agradecimentos

UNIPAMPA FAPERGS

Referências

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ABDOU, E. S.; SOROUR, M. A. Preparation and characterization of starch/carrageenan edible films. International Food Research Journal. v. 21, p. 189-193, 2014.
BATISTA, J. A. Desenvolvimento, caracterização e aplicações de biofilmes a base de pectina, gelatina e ácidos graxos em bananas e sementes de brócolos. Campinas: Universidade Estadual de Campinas, 2004.
KECHICHIAN, V. Adição de ingredientes antimicrobianos em filmes biodegradáveis à base de fécula de mandioca. São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2007.
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