Filmes à base de proteína isolada de soja e alginato de sódio – Aspectos das misturas de biopolímeros, propriedades dos filmes e efeitos de extrato de beldroega nos filmes - Amado, Laís Ravazzi [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022)
O objetivo do presente trabalho foi investigar misturas de proteína isolada de soja (SPI) e alginato de sódio (ALG) em diferentes pHs e concentrações do polissacarídeo, bem como propriedades dos filmes elaborados a partir desses biopolímeros e efeitos da adição de extrato de beldroega (Portulaca oleracea L.) (EB). Soluções e filmes à base de SPI (5% m/m de solução filmogênica) com adição de diferentes concentrações (0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1% m/m de solução filmogênica) de ALG foram elaborados em pH 6, 8 e 11. As soluções foram caracterizadas por propriedades reológicas, FTIR e microscopia confocal a laser, e os filmes comestíveis quanto a propriedades estruturais (FTIR e Raio-X), morfológicas (microscopia eletrônica de varredura), mecânicas (tensão, elongação na ruptura e módulo de Young), óticas (parâmetros de cor L*, a* e b*, opacidade e transmitância) e de barreira (ao vapor de água e ao oxigênio), além de sua interação com a água (umidade, solubilidade e isoterma de sorção de água). Filmes de SPI (5%) e SPI (5%) - ALG (1%) foram avaliados sem e com adição de EB, nas concentrações de 2,5; 3,75 e 5% m/m de solução filmogênica, quanto às suas propriedades, exceto a de sorção de água, e foi determinada sua atividade antioxidante pelo método DPPH. Por fim, foram analisadas propriedades de barreira (ao vapor de água, oxigênio e à luz) do polietileno de alta densidade (PEAD) e este foi comparado aos filmes biodegradáveis à base de SPI, avaliando-se o desempenho desses filmes como embalagem tipo sachê para chips de manga. Alterações de qualidade das amostras envasadas a vácuo foram analisadas quanto aos parâmetros de cor, conteúdo de β-caroteno e atividade antioxidante (pelos métodos ABTS*+ e DPPH). Como principais resultados nas soluções de SPI-ALG a concentração 0,75% ALG e pHs 6 e 8 foram as condições que proporcionaram maior força do gel. Em relação aos filmes, verificou-se que a adição do polissacarídeo aumentou a opacidade, solubilidade e melhorou as propriedades mecânicas dos filmes à base de SPI, com particularidades para cada pH. No pH 11 a adição de ALG reduziu significativamente a permeabilidade ao oxigênio dos filmes, atingindo uma redução de 132% com concentração de 1% ALG. A adição de EB nos filmes simples (SPI) e compostos (SPI-ALG) não causou alterações nas estruturas moleculares (FTIR), no entanto, aumentou a opacidade e a atividade antioxidante. Além disso, nos filmes SPI-ALG aumentou a resistência à tensão. Filme comercial de PEAD apresentou menor permeabilidade ao vapor da água e opacidade e maior permeabilidade ao oxigênio quando comparado aos filmes biodegradáveis estudados. Em relação ao estudo de armazenamento, no geral, filme composto (SPI-ALG) parece ter sido o que mais contribuiu para manutenção da qualidade dos chips de manga, apresentando menor taxa de alteração de cor entre os filmes biodegradáveis e menor taxa de degradação de β-caroteno entre todos os filmes analisados. Apesar da necessidade de estudos mais aprofundados, os filmes à base de SPI-ALG demonstraram grande potencial como embalagem biodegradável de alimentos desidratados.

The aim of the present study was to investigate mixtures of soy protein isolate (SPI) and sodium alginate (ALG) at different pHs and polysaccharide concentrations, as well as properties of films made from these biopolymers and effects of the addition of purslane extract (Portulaca oleracea L.) (EB). Solutions and films based on SPI (5% w/w filmogenic solution) with the addition of different concentrations (0; 0.25; 0.5; 0.75 and 1% w/w filmogenic solution) of ALG were prepared at pH of 6, 8 and 11. The solutions were characterized by rheological properties, FTIR and confocal laser microscopy, and the edible films regarding structural (FTIR and X-ray), morphological (scanning electron microscopy), mechanical (tensile strength, elongation at break and Young's modulus), optical properties (L*, a* and b* color parameters, opacity and transmittance) and barrier parameters (to water vapor and oxygen), in addition to their interaction with water (moisture, solubility and water sorption isotherm). The properties of films, but water sorption, of SPI (5%) and SPI (5%) - ALG (1%) were evaluated with and without the addition of EB, at concentrations of 2.5; 3.75 and 5% w/w filmogenic solution and their antioxidant activity was determined by the DPPH method. Finally, barrier properties (to water vapour, oxygen and light) of high-density polyethylene (HDPE) were analyzed and was compared to SPI-based biodegradable films, evaluating the performance of these films applied as packaging (as sachet-type) for mango chips. Changes in the quality of the vacuum-packed samples were analyzed for color parameters, β-carotene content and antioxidant activity (by ABTS*+ and DPPH methods). As main results in the SPI-ALG solutions, the concentration of 0.75% ALG and pHs of 6 and 8 were the conditions that provided greater gel strength. Regarding the films, it was found that the addition of polysaccharide increased the opacity, solubility and improved the mechanical properties of the SPI-based films, with particularities for each pH. At pH 11, the addition of ALG significantly reduced the oxygen permeability of the films, reaching a reduction of 132% at a concentration of 1% ALG. The addition of EB in simple (SPI) and composite (SPI-ALG) films did not cause changes in molecular structures (FTIR), however, it increased opacity and antioxidant activity. Furthermore, in the SPI-ALG films, the tensile strength increased. Commercial film (HDPE) showed lower water vapor permeability and opacity and higher oxygen permeability in comparison to the biodegradable films studied. Regarding the storage study, in general, composite film (SPI-ALG) seems to have contributed the most to maintaining the quality of mango chips, showing a lower rate of color change among the biodegradable films and a lower rate of β-carotene degradation among the analyzed films. Despite the need for further studies, SPI-ALG-based films have shown great potential as biodegradable packaging for dried foods.
Films based on soy protein isolate and sodium alginate - Aspects of biopolymer mixtures, film properties and effects of purslane extract on films
Keywords: Filmes biodegradáveis; Proteína isolada de soja; Alginato de sódio; pH; Portulaca oleracea L.; Biodegradable films; Soy protein isolated; Sodium alginate