Filmes biodegradáveis de alginato de sódio incorporados com sais de norbixina

Abstract

Atualmente o setor de alimentos e bebidas é o principal responsável pela produção de embalagens plásticas. As justificativas do uso excessivo de embalagens pelo setor são a praticidade e a manutenção das qualidades físico-químicas, microbiológicas e sensoriais dos alimentos durante os processos logísticos envolvidos ao longo da cadeia de produção. A falta de conscientização ambiental que resulta no descarte destas embalagens no meio ambiente pode ocasionar seu acúmulo com poluição de solos, água e redução da biodiversidade local. Como alternativa ao uso das embalagens plásticas derivadas do petróleo, o presente trabalho objetivou desenvolver uma embalagem biodegradável a partir de alginato de sódio como polímero, glicerol como plastificante, cloreto de cálcio como agente complexante, e o carotenoide norbixina como antioxidante. Primeiramente, o trabalho avaliou a estabilidade dos sais de norbixina durante o processo de produção dos filmes pelo método de casting. O processo proposto produziu filmes bioativos com 85 % de retenção de sais de norbixina após formulação e secagem, considerando as perdas por lixiviação durante o processo de complexação por imersão em solução de cloreto de cálcio e as perdas por degradação térmica. Todos os filmes bioativos apresentaram coloração amarelo-vermelhado, sendo que com a maior concentração de sais de norbixina, maior foi a intensidade das cores, da barreira a luz UV-visível e ao vapor de água. Contudo, a alta concentração resultou em uma ação prooxidante durante o armazenamento de óleo de girassol. Com isto, as concentrações do carotenoide foram reduzidas e os filmes foram caracterizados quanto as suas propriedades físico-químicas, térmicas e mecânicas. O filme com adição de 0.03% de sais de norbixina (g sais de norbixina/ g alginato de sódio) apresentoucapacidade antioxidante no armazenamento deóleo de girassol sob condições aceleradas por até 6 dias. Durante apreparação dos filmes, verificou-se aindaque era possível obter filmes com propriedadesdiferentes de acordo com opHde solubilização doalginatodesódio.Destemodo,quando o pigmentofoi incorporadoem umasolução com pH 11, foram obtidos filmes com maior liberação dos sais de norbixina para meios lipídicosemelhor capacidade antioxidante. Por fim,os resultados obtidos indicaramqueé possível obter filmes biodegradáveisdealginato desódio compropriedades satisfatórias para uso como embalagens de alimentoslipídicos, sendo que a concentração dos sais de norbixina e o pH de formulação dos filmesmostraram-se fatores determinantes em suas propriedades tecnológicas.

Currently, the food and beverage sector is mainly responsible for the production of plastic packaging. The justifications for the excessive use of packaging by the sector are the practicality and maintenance of the physical-chemical, microbiological and sensorial qualities of the food during the logistic processes involved along the production chain. In addition, the lack of environmental awareness results in the disposal of these packaging in the environment that cause its accumulation with pollution of soils, water, and reduction of local biodiversity. As an alternative to the use of plastic packaging derived from petroleum, the present work aimed to develop a biodegradable packaging from sodium alginate as a polymer, glycerol as a plasticizer, calcium chloride as a complexing agent, and carotenoid norbixin as an antioxidant. Firstly, the work evaluated the stability of the norbixin salts during the process of production of the films by the casting method. The proposed process produced bioactive films with 85% of norbixin salts after formulation and drying, considering the losses by leaching during the complexation process by immersion in calcium chloride solution and the losses by thermal degradation. All bioactive films were yellow-red. The increasing of norbixin concentration increased the color intensity, the UV-visible light barrier, and the water vapor. However, at high concentrations resulted in a prooxidant activity during the storage of sunflower oil. Then, the carotenoid concentrations were reduced, and the films were characterized for their physical-chemical, thermal and mechanical properties. The film containing 0.03% norbixin salts (g norbixin salts / g sodium alginate) showed antioxidant capacity in the storage of sunflower oil under accelerated conditions for up to 6 days. During the preparation of the films, was noticed that it was possible to obtain films having different properties according to the solubilizing pH of the sodium alginate. Thus, when the pigment was incorporated in a solution with pH 11, films with a higher release of the norbixin salts were obtained for lipid media and better antioxidant capacity. Finally, the results indicated that it is possible to obtain biodegradable films of sodium alginate with satisfactory properties for use as the packaging of lipid foods, and the concentration of norbixin salts and the formulation pH of the films showed determinant factors in their properties technological developments.