Revestimento antioxidante, ecossustentável à base de alginato e extrato de P. granatum para preservação do mamão papaia

O mamão (Carica papaya L.) é um fruto tropical amplamente consumido, mas altamente perecível, com perdas pós-colheita que podem alcançar até 30%. Para reduzir essas perdas e prolongar sua vida útil, foi desenvolvido um revestimento bioplástico compósito à base de celulose bacteriana, alginato e extrato de Punica granatum L. Foram utilizados resíduos vegetais (folhas, cascas e sementes) para obtenção dos extratos, que apresentaram variação na composição química e na atividade antioxidante conforme a parte vegetal e o solvente empregado. Os espectros de UV-Vis mostraram picos intensos entre 270 e 280 nm, associados a fenóis simples como o ácido gálico, e um ombro próximo a 400 nm, indicativo da presença de flavonoides e derivados do ácido elágico. O extrato das folhas (EFH) apresentou a maior atividade antioxidante (IC₅₀ = 3,09 μg/mL) e foi selecionado para análises por HPLC-MS, que confirmaram alta concentração de ácido elágico e seus derivados. A incorporação do EFH à matriz de Alg e celulose bacteriana resultou no bioplástico BCE, que apresentou alterações estruturais em relação ao bioplástico sem extrato (BSE), incluindo maior rugosidade, redução da cristalinidade e presença de interações por ligações de hidrogênio entre os compostos fenólicos e a rede polimérica. O BCE demonstrou maior resistência à água e menor permeabilidade ao vapor. O ensaio de liberação indicou difusão inicial rápida seguida de liberação controlada em até 75 minutos, comportamento favorável à proteção contra infecções fúngicas em frutos recém-colhidos. Os ensaios microbiológicos indicaram que o sistema desenvolvido atua predominantemente por modulação do ambiente redox, em contraste com mecanismos antimicrobianos clássicos, baseados na eliminação direta dos microrganismos. Nos testes pós-colheita, os mamões recobertos com BCE apresentaram menor perda de massa, coloração mais estável, maior firmeza e menor incidência de fungos até o 15º dia de armazenamento. Esses resultados confirmam que resíduos de P. granatum são fontes valiosas de compostos fenólicos e podem ser utilizados no desenvolvimento de bioplásticos antioxidantes e sustentáveis para prolongar a conservação pós-colheita de frutas tropicais.

Resumo (inglês)

Papaya (Carica papaya L.) is a widely consumed tropical fruit but is highly perishable, with postharvest losses that can reach up to 30%. To reduce these losses and extend shelf life, a composite bioplastic coating based on bacterial cellulose, alginate, and Punica granatum L. extract was developed. Plant residues (leaves, peels, and seeds) were used to obtain the extracts, which showed variations in chemical composition and antioxidant activity depending on the plant part and the solvent employed. UV–Vis spectra exhibited intense peaks between 270 and 280 nm, associated with simple phenolics such as gallic acid, and a shoulder near 400 nm, indicative of the presence of flavonoids and ellagic acid derivatives. The leaf extract (EFH) showed the highest antioxidant activity (IC₅₀ = 3.09 μg/mL) and was selected for HPLC–MS analyses, which confirmed a high concentration of ellagic acid and its derivatives. Incorporation of EFH into the alginate and bacterial cellulose matrix resulted in the BCE bioplastic, which exhibited structural changes compared to the bioplastic without extract (BSE), including increased roughness, reduced crystallinity, and the presence of hydrogenbond interactions between phenolic compounds and the polymeric network. BCE demonstrated greater water resistance and lower water vapor permeability. Release assays indicated a rapid initial diffusion followed by controlled release for up to 75 minutes, a behavior favorable for protection against fungal infections in freshly harvested fruits. Microbiological assays indicated that the developed system acts predominantly through modulation of the redox environment, in contrast to classical antimicrobial mechanisms based on direct microbial elimination. In postharvest tests, papayas coated with BCE showed lower mass loss, more stable coloration, higher firmness, and a lower incidence of fungi up to the 15th day of storage. These results confirm that P. granatum residues are valuable sources of phenolic compounds and can be used in the development of antioxidant and sustainable bioplastics to extend the postharvest preservation of tropical fruits.

Palavras-chave

Alimentos Embalagens, Alginatos, Punicaceae, Celulose

Idioma

Português

Citação

SASAKI, J. C. S. Revestimento antioxidante, ecossustentável à base de alginato e extrato de P. granatum para preservação do mamão papaia. 2026. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, Araraquara, 2026.