Desenvolvimento de filmes ativos mono e bicamada à base de aliáceas por casting contínuo

Abstract

Este estudo teve como objetivo desenvolver filmes comestíveis à base de purês integrais de cebola amarela (CA), cebola roxa (CR) e alho (AL), previamente submetidos a tratamento hidrotérmico. Avaliaram-se a incorporação de carboximetilcelulose (CMC) como agente ligante, a produção dos filmes pelos métodos de casting em bancada e casting contínuo, e o efeito da reticulação com CaCl2 em filmes bicamada. Em todas as etapas, os materiais foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas, relacionadas a água, térmicas, antioxidantes e antimicrobianas. O tratamento hidrotérmico aumentou o teor de compostos fenólicos totais (CFT) e atividade antioxidante no purê de cebola amarela. Os filmes de cebola apresentaram melhores propriedades mecânicas (~4 MPa resistência à tração), mesmo sem adição de plastificante, enquanto o filme de alho exigiu glicerol para formação de uma estrutura coesa. Devido à baixa resistência mecânica (~1 MPa resistência à tração) e a necessidade de plastificante, a filme de alho foi descartado como formulação individual. As misturas dos purês de cebola e alho resultaram em filmes com propriedades mecânicas (~8 MPa resistência à tração) e de barreira à água superiores às dos filmes individuais. A formulação CA4AL1 (cebola amarela:alho, 4:1) foi selecionada para a continuidade do estudo. A produção foi escalonada para o sistema de casting contínuo com adição de CMC, possibilitando a formação de filmes coesos, com maior estabilidade térmica, melhor barreira relacionada à água e elevada atividade antioxidante (~95 %), independentemente do método de produção. Por fim, os filmes bicamadas de alginato com aliáceas, reticulados por imersão, apresentaram elasticidade aprimorada, boa barreira à água e propriedades antioxidantes. Os resultados evidenciaram o potencial dos filmes comestíveis à base de aliáceas e alginato de sódio para aplicações em alimentos suscetíveis à oxidação, como carnes frescas, com viabilidade tecnológica em escala ampliada.

This study aimed to develop edible films based on pureed yellow onion (CA), red onion (CR), and garlic (AL) purees, previously subjected to hydrothermal treatment. The effects of incorporation of carboxymethylcellulose (CMC) as a binding agent, producing the films by bench and continuous casting methods, and the crosslinking bilayer films with CaCl2 were evaluated. At all stages, the materials were characterized in terms of their mechanical, water-related, thermal, antioxidant and antimicrobial properties. Hydrothermal treatment increased the total phenolic compound (TPC) content and antioxidant activity in the yellow onion puree. Onion-based films exhibited superior mechanical properties (~4 MPa tensile strength), without the need for plasticizer, whereas garlic-based films required glycerol to form a cohesive structure. Due to their low mechanical strength (~1 MPa tensile strength) and the need for plasticizer, garlic films were excluded as a standalone formulation. Blends of onion and garlic purees resulted in films improved mechanical (~8 MPa tensile strength) and water barrier properties compared to individual films. The CA4AL1 formulation (yellow onion:garlic, 4:1 mass ratio) was selected for further investigation. Production was scaled up using a continuous casting system with CMC incorporation, improved water barrier performance, and high antioxidant activity (~95%), regardless of the production method. Finally, bilayer alginate-Allium films, crosslinked by immersion, exhibit enhanced elasticity, good water barrier capacity, and antioxidant properties. The results highlight the potential of Allium and alginate-based films for application in oxidation-prone foods, such as fresh meats, with demonstrated technological feasibility at an expanded production scale.