Design e síntese de filmes comestíveis à base de cebola para embalagens ativas

Abstract

Ainda que, para a indústria de alimentos, os plásticos sejam excelentes materiais de embalagem, cumprindo bem sua função de proteção física e química a custos relativamente baixos, eles são um grave problema ambiental, sendo derivados de fontes não-renováveis, não sendo biodegradáveis e se acumulando no ambiente, com graves consequências. A tecnologia se insere nesta área de materiais e tem desenvolvido novas propostas, como bioplásticos de origem renovável e biodegradáveis, muitas vezes com funções ativas. O presente trabalho visa a desenvolver uma embalagem comestível com funções ativas, a partir de uma matéria-prima abundante e relativamente barata, em continuidade ao trabalho do grupo com a produção de filmes à base da polpa da cebola. Explorou-se uma via de design racional envolvendo dois caminhos de tratamentos com a polpa da cebola – a lavada (LAV), que envolveu uma lavagem exaustiva com água para remoção dos açúcares e flavonoides; e a não-lavada (NL), que manteve estes compostos em sua matriz. Também foi explorada a adição de 02 (dois) polímeros, para o preparo do filme, a polivinilpirrolidona (PVP) e o oleato de meglumina (MGAO), ambos com a finalidade de atuarem como plastificantes e mudarem o perfil mecânico, de barreira e estrutural do filme. No quesito aplicação, há grandes potenciais de aplicação com diferentes finalidades, por exemplo: como uma embalagem primária ativa e comestível para hamburger, onde atuaria na prevenção da oxidação dos lipídeos da carne e evitar o crescimento antimicrobiano; e em pizzas, onde o filme seria disposto entre a massa e o molho para evitar absorção de umidade pela massa, o que leva à perda de crocância. Este material também pode ser uma fonte e carreador de compostos bioativos e ser trabalhado com um prebiótico alimentar. Com os resultados, observou-se que o filme NL é amarelado, apresenta propriedades antioxidantes, baixa permeabilidade a vapor de água (PVA), e os açúcares em sua matriz causam um efeito plastificante acentuado. A adição de polímeros nesta matriz demonstrou poucas alterações. O filme LAV é transparente, com sua matriz composta majoritariamente por celulose, pectina e lignina; a adição de polímeros mostrou apresentar um grande efeito nesta matriz. O PVP se mostrou um agente complexante, formando ligações eletrostáticas com cadeias aniônicas, levando a uma maior rigidez e menor mobilidade molecular. A presença do MGAO sugere gerar uma descontinuidade na matriz com formação de poros, devido a um possível impedimento estérico ocasionado por uma torção na cadeia deste ácido graxo.

Although, for the food industry, plastics are excellent packaging materials, fulfilling their physical and chemical protection function well at relatively low costs, they are a serious environmental problem, being derived from non-renewable sources, not being biodegradable and accumulating in the environment, with serious consequences. Technology is integrated in materials science and has developed new proposals, such as bioplastics of renewable and biodegradable origin, often associated with active functions. The present work aims to develop an edible packaging with active functions, from an abundant and relatively cheap raw material, in continuity with the group's work - the production of films based on onion pulp. A rational design pathway was explored involving two treatment paths with the onion pulp – washed (LAV), which involved an exhaustive washing with water to remove sugars and flavonoids; and the unwashed (NL), which kept these compounds in its matrix. The addition of 02 (two) polymers was also explored for the preparation of the film, polyvinylpyrrolidone (PVP) and meglumine oleate (MGAO), both with the purpose of acting as plasticizers and changing the mechanical, barrier and structural profile of the movie. Additionally, it was also proposed to take advantage of the onion peel, which despite being considered discarded by companies and markets, presents itself as a potential source for the extraction of quercetin and, in this way, enrich the active properties of the material. In terms of application, there are great potential for application with different purposes, for example: as an active and edible primary packaging for hamburgers, where it would act to prevent the oxidation of meat lipids and prevent antimicrobial growth; and in pizzas, where the film would be placed between the dough and the sauce to prevent moisture absorption by the dough, which leads to loss of crispness. This material can also be a source and carrier of bioactive compounds and be used as a food prebiotic. With the results, it was observed that the NL film is yellowish, has antioxidant properties, low water vapor permeability (PVA), and the sugars in its matrix cause an accentuated plasticizing effect. The addition of polymers in this matrix showed few changes. The LAV film is transparent, with its matrix composed mainly of cellulose, pectin and lignin; the addition of polymers showed to have a great effect on this matrix. PVP proved to be a complexing agent, forming electrostatic bonds with anionic chains, leading to greater rigidity and lower molecular mobility. The presence of MGAO suggests generating a discontinuity in the matrix with pore formation, due to a possible steric impediment caused by a torsion in the chain of this fatty acid.