DESENVOLVIMENTO DE FILMES INTELIGENTES DE AMIDO INCORPORADOS COM ANTOCIANINA

Autores

Moraes Góes, M. (UEL) ; Yamashita, F. (UEL) ; Carvalho, G.M. (UEL)

Resumo

O objetivo deste trabalho é preparar e caracterizar um filme inteligente para ser usado como indicador de pH à base de amido, extrato da casca da uva (GSE), isomalte e glicerol. Os plastificantes foram utilizados em cinco proporções: 100/0, 70/30, 60/40, 50/50 e 0/100 (%m/m isomalte/glicerol). As análises de FTIR mostraram distribuição homogênea de GSE na matriz de amido. A presença de GSE reduz o alongamento a ruptura e aumenta a resistência à tração, revelando seu potencial de ação plastificante na presença de isomalte. A influência do pH nas cores do filme contendo GSE e sua atividade indicadora foram avaliadas. Os resultados mostraram que o filme produzido opera em uma ampla faixa de pH, sendo um excelente candidato como filme para ser utilizado em embalagens inteligentes.

Palavras chaves

plastificantes; polimeros ; biodegradável

Introdução

A embalagem desempenha um papel essencial para manter a qualidade, segurança e prolongar a vida útil dos alimentos, sendo também responsável por possibilitar a distribuição, identificação e consumo do produto (Cheng et al., 2022). Com as novas demandas dos consumidores, ampla competitividade nas vendas de produtos alimentícios e desenvolvimento tecnológico, as embalagens inteligentes ganharam espaço no mercado (Ioan et al., 2020). A embalagem inteligente baseada em indicadores de pH tem chamado a atenção do setor produtivo e de pesquisadores para o monitoramento das condições de armazenamento dos alimentos embalados, avaliando com precisão a qualidade dos produtos em tempo real. Esses sistemas podem fornecer informações imediatas sobre os alimentos por meio de alterações visuais (cor ou intensidade de cor), permitindo que o consumidor decida sobre a qualidade do alimento (Siddiqui et al., 2022). Tendo em vista as expectativas dos consumidores quanto à segurança alimentar, alimentos mais saudáveis e cuidado com o meio ambiente, o uso de corantes naturais e biopolímeros tem se destacado. Considerando esses aspectos, o desenvolvimento de embalagens inteligentes utilizando amido e pigmentos naturais, como antocianinas, tem potencial para substituir petroquímicos e corantes sintéticos (Hoffmann, Angioletti, Bertoli, & Souza, 2022). O objetivo deste trabalho é produzir um filme biodegradável de amido, plastificantes e extrato da casca da uva (GSE), caracterizar e avaliar o efeito dos plastificantes nos materiais produzidos e verificar o desempenho dos filmes como indicador de pH para serem usados em embalagens inteligentes.

Material e métodos

Na obtenção dos filmes foi utilizado amido de mandioca comercial (Yoki, Brasil), isomalte (GranChef-Brasil) e glicerol (Cinética, Brasil). A antocianina utilizada foi obtida por extração da casca de Uva doado pela Cooperativa Agroindustrial dos Viticultores Caviti (Marialva, Brasil). Os filmes foram preparados pela técnica de casting (Mali, Grossmann & Yamashita, 2010) utilizando uma solução filmogênica contendo 3% de fécula de mandioca. Plastificante (isomalte, glicerol e mistura de 70/30, 60/40 e 50/50% m/m de isomalte/glicerol) foram adicionados ao nível de 33 g/g de amido (base seca). Os filmes foram denominados SIGX/Y, sendo X e Y a proporção de isomalte (IM) e glicerol (Gly), respectivamente. Os filmes contendo GSE foram preparados adicionando 10 mL de GSE à mistura amido/plastificante. Esses filmes foram nomeados SIGX/Y-GSE. Os espectros de FTIR foram obtidos usando um equipamento Shimadzu modelo IR Prestige-21 realizando 100 varreduras na faixa de 4000 a 400 cm−1, resolução de 4,0 cm−1. As medidas de DRX foram realizadas em difratômetro (PANalytical-X'Pert PRO MPD) com detector de pixels e radiação CuKα, na técnica de Bragg-Brentano. A tensão e a corrente utilizadas foram, respectivamente, 40 KV e 30 mA. O intervalo de varredura 2θ utilizado variou de 5 a 40º com passo angular de 0,05º. As propriedades mecânicas foram determinadas usando um analisador de textura TA.TX2i Stable Micro Systems (Surrey, Inglaterra). Os parâmetros determinados foram resistência à tração (TS) (MPa) e alongamento à ruptura (E) (%). Amostras de filmes com GSE foram imersas em soluções de pH de 1 a 14. A escala de cores Pantone® foi utilizada para classificar as cores que os filmes apresentavam.

Resultado e discussão

Filmes plastificados com apenas IM apresentam alto valor de TS e menores valores de E (Fig.1a). Esse comportamento se deve ao efeito antiplastificante do IM em relação ao Gly que faz com que as interações intermoleculares amido-amido predominem sobre as interações amido-plastificante. A adição de GSE a esses filmes, reduz o valor de TS e E permanece baixo. Indicando que o GSE interagem com o amido, atuando como plastificante e reduzindo as interações entre as moléculas do amido. Para as amostras contendo a mistura de plastificante, o valor de TS aumenta e o valor de E diminui com o aumento da quantidade de IM, indicando que o efeito antiplastificante do IM predomina sobre o efeito plastificante do Gly. Na adição de GSE, o valor de TS desses filmes aumenta. Pode-se supor que os compostos polifenólicos do GSE competem com o Gly pelas interações com o amido, reduzindo seu efeito plastificante. Quando apenas Gly está presente, os filmes apresentam valores de TS menores e valores de E ligeiramente maiores, indicando que Gly é um plastificante mais eficiente que IM. A adição de GSE não altera o valor de TS e aumenta ligeiramente o valor de E, indicando que Gly é mais eficiente em diminuir a forte atração intramolecular entre as cadeias de amido e promove a formação de ligações de hidrogênio com as moléculas de amido (Shimazu, MaIi & Grossmann, 2007). Nos espectros de FTIR com GSE (Fig.2b), observa-se alterações presentes nas regiões 854 a 1062 e 1634cm-1, indicando interações entre as substâncias presentes no GSE e o amido. Na Figura 2 observa-se a resposta do filme SIG70/30-GSE à diferentes condições de pH (1-14), demonstrando que o filme apresenta sensibilidade em diferentes pHs, com cores distinguíveis visualmente e podem ser classificados de acordo com a escala Pantone®.

(a) Propriedades mecânicas dos filmes de amido/IM/Gly e amido/IM/Gly/ GSE e (b) Espectro infravermelho para filmes com e sem GSE


Imagem digital de filmes de amido/IM/Gly/GSE em diferentes pH (superior) e escala de cores Pantone® (inferior)

Conclusões

O estudo demonstrou que o tipo e a proporção de mistura de plastificantes altera as propriedades dos filmes de amido, de forma diferente na presença e ausência de GSE. Os resultados indicaram que o GSE pode atuar como plastificante, reduzindo o efeito antiplastificante do isomalte ou competindo com o glicerol pelas interações com o amido. Os filmes produzidos mostraram-se excelentes candidatos a serem utilizados como indicadores para embalagens inteligentes, operando em ampla faixa de pH.

Agradecimentos

Ao CNPq, CAPES e Fundação Araucária pelo suporte financeiro. À CMLP Laboratórios ESPEC e LARX da Universidade Estadual de Londrina pelas análises.

Referências

CHENG, H., XU, H., JULIAN MCCLEMENTS, D., CHEN, L., JIAO, A., TIAN, Y., MIAO, M., JIN, Z. Recent advances in intelligent food packaging materials: Principles, preparation and applications. Food Chemistry, 375, 131738, 2022.

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