Utilização de amido, óleo de orégano e extrato de resíduo de abóbora para o desenvolvimento de fimes biodegradáveis ativos

Abstract

O impacto ambiental causado por materias plásticos utilizados como embalagem e a grande quantidade de resíduos gerados pela indústria de alimentos, é uma crescente preocupação. Como alternativa para reduzir os problemas de disposição de resíduos e o uso excessivo de materiais não biodegradáveis, têm-se realizado diversas pesquisas sobre o desenvolvimento de filmes a partir de biopolímeros e de resíduos alimentares ou a combinação destes. Os filmes produzidos podem ser utilizados para substituir parcialmente o uso de plástico não biodegradável e representam uma alternativa para agregar valor a materiais até então subutilizados com redução do consumo de materiais provenientes de fontes não renováveis. Neste contexto, desenvolveu-se um filme biodegradável com propriedades antioxidantes e antimicrobianas a partir do amido de mandioca e adição de óleo essencial de orégano e extrato de resíduo de abóbora. Os filmes foram caracterizados quanto a suas propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira e antioxidantes (DPPH). De acordo com os resultados obtidos, foram selecionados os melhores filmes, e caracterizados quanto suas propriedades óticas, térmicas e antimicrobianas. Posteriormente, foram selecionadas duas formulações para o teste de proteção contra oxidação em carne moída e uma formulação para avaliar o efeito do filme em carne moída em relação à atividade antimicrobiana contra coliformes, mesófilos e Salmonella. A adição do extrato do resíduo de abóbora teve efeito na cor e na opacidade dos filmes, e o óleo essencial de orégano teve efeito positivo na atividade antioxidante avaliada pelo método de captura do radical DPPH. O óleo e o glicerol provocaram aumento na elongação e uma redução na resistência à tração dos filmes. As formulações com as maiores concentrações de extrato e óleo essencial apresentaram atividade antioxidante acima de 45% de inibição do radical DPPH. Nos testes de atividade antimicrobiana, os filmes de formulação 8 (4,8% de extrato, 1,6% de óleo, 1,76% de glicerol, 4% de amido de mandioca) e 12 (3% de extrato, 2% de óleo, 1,7% de glicerol e 4% de amido de mandioca) foram efetivos contra Escherichia coli, Stafilococus aureus e Listeria monocytogenes. Em relação à aplicação dos filmes em carne moída, o filme ativo (2% de óleo e 3% de extrato) foi efetivo no retardo da oxidação do produto embalado. Os filmes ativo e o filme controle (sem adição de óleo e extrato) foram efetivos até o terceiro dia de armazenamento contra a multiplicação de coliformes e mesófilos. O filme ativo foi mais efetivo na redução da contagem de coliformes comparado com o filme controle e a carne sem filme. No teste de multiplicação de Salmonella Enteritidis, o filme ativo apresentou menor contagem no dia 6 quando comparado com o filme controle o que demonstra sua efetividade para uso na manutenção da qualidade microbiológica de carnes. De modo geral, os filmes produzidos se mostraram como uma alternativa de embalagem ativa biodegradável para o uso em alimentos.

The environmental impact, caused by waste plastic material used as packaging and the large amount of waste generated by the food industry, is a growing concern. As an alternative to reduce the waste disposal problem and the excessive use of non-biodegradable materials, many studies are being conducted in order to develop biodegradable films from biopolymers and food waste or a combination of both. The films produced may be used to partially replace the use of non-biodegradable plastic material, in this way emerging as an alternative to add value to materials so far underutilized and reduce the consumption of materials from non-renewable sources. In this context, it was developed a biodegradable film with antioxidant and antimicrobial properties from cassava starch with addition of pumpkin residue extract and oregano essential oil. The films were characterized based on physico-chemical, mechanical, barrier and antioxidant (DPPH) properties. According to the results, the best films were selected and characterized upon their optical, thermal and antimicrobial properties. From these results, two formulations were selected for the protection against oxidation test which was conducted on ground beef and one formulation to evaluate the film antimicrobial activity against coliforms, mesophiles and Salmonella on ground beef. It was observed that the addition of pumpkin residue extract had effect on the color and opacity of the films, and the oregano essential oil had a positive effect on the antioxidant activity of the films evaluated by the DPPH radical capture method. The oil and glycerol caused an increase in elongation and a reduction in films tensile strength. In the antimicrobial activity test, the films formulation 8 (4.8% extract, 1.6% oil, 1.76% glycerol, 4% cassava starch) and 12 (3% extract, 2% oil, 1.7% glycerol and 4% cassava starch) were effective against Escherichia coli, Stafilococus aureus and Listeria monocytogenes. Regarding the application of the films on ground beef, the active film (2% oil and 3% extract) was effective in delaying the meat oxidation. The active film and the control film (without oil and extract) were effective until the third day of storage against the coliforms and mesophiles multiplication. The active film was more effective in reducing coliform count compared to the control film and meat without film. In Salmonella Enteritidis multiplication test, the active film showed a lower count on the 6th day when compared to the film control which demonstrates its effectiveness when used to maintain the meat microbiological quality. In general terms, the films produced have proved suitable as an alternative biodegradable active packaging to be used on food.