Produção e caracterização de filmes inteligentes a partir do bagaço da produção do suco de uva

Abstract

Debates a respeito da preservação ambiental e sustentabilidade tem aumentado ao longo dos anos. Entre as pautas abordadas está o impacto causado pelas embalagens plásticas ao ambiente. Em paralelo, estudos focados no desenvolvimento de embalagens inteligentes estão emergindo no meio acadêmico, visto que são uma solução para problemas como o monitoramento do frescor de produtos, já que são capazes de fornecer informações sobre a qualidade do produto, do produtor ao consumidor. Dessa forma, a utilização de matérias-primas renováveis e biodegradáveis tem sido o alvo no desenvolvimento dessas embalagens, pois são uma substituição sustentável ao plástico. Dentre as embalagens inteligentes, existem os filmes indicadores, compostos por polímeros que servem como matriz para a incorporação de um indicador, possivelmente de fonte natural que reage a variações de pH, como é o caso das antocianinas. Existem diversas fontes naturais de antocianinas, sendo que muitas podem ser advindas de resíduos agroindustriais, como o bagaço da produção de suco de uva. Esse resíduo é largamente produzido na serra gaúcha proveniente da produção de vinhos e sucos, sendo normalmente utilizado como adubo, tendo pouco valor agregado. Portanto, o objetivo desse trabalho foi produzir e caracterizar filmes inteligentes a partir do bagaço advindo da produção do suco de uva. Os filmes foram produzidos com amido de mandioca como matriz polimérica, glicerol como agente plastificante, e foram utilizados tanto o pó do bagaço como o extrato do bagaço de uva como indicadores. Visto que o trabalho tem um caráter sustentável, também foi utilizado o filtro de papel empregado no processo de filtração do extrato para produção de um potencial indicador. Os filmes foram caracterizados através de análises colorimétricas com o intuito de verificar a diferença total de cor frente a diversas soluções tampão de pH entre 2 e 10, de forma a identificar as características indicadoras dos filmes inteligentes. Verificou-se que os filmes com extratos ácidos não são indicados para utilização como filmes indicadores, devido a sua alta adesividade, sendo necessários estudos futuros para minimizar esse efeito. Quanto aos filmes com extratos aquosos, observou-se uma ótima resposta às variações de pH, assim como para os filmes produzidos com pó do bagaço. Por meio da plataforma de simulação de cores utilizando os parâmetros de cor CIELab*, assim como dos resultados de ΔE*, foi possível definir que os filmes contendo o pó de bagaço apresentaram melhores variações de cor ao longo das faixas de pH, sendo estas visíveis ao olho humano. Quanto aos papéis indicadores, conclui-se que são potenciais indicadores, apresentando variações perceptivas de cor em faixas de pH entre 6 e 7, mas pesquisas futuras necessitam ser realizadas de forma a obter mais dados.

Debates about environmental preservation and sustainability have increased over the years. Among the guidelines covered is the impact caused by plastic packaging to the environment. In parallel, studies focused on the development of smart packaging are emerging in academia, as they are a solution to problems such as monitoring the freshness of products, since they are able to provide information about the quality of the product, from the producer to the consumer. Thus, the use of renewable and biodegradable raw materials has been the target in the development of these packages, as they are a sustainable replacement for plastic. Among the smart packaging, there are indicator films, composed of polymers that serve as a matrix for the incorporation of an indicator, possibly from a natural source that reacts to pH variations, as is the case of anthocyanins. There are several natural sources of anthocyanins, many of which may come from agro-industrial residues, such as bagasse from the production of grape juice. This residue is largely produced in the mountains of Rio Grande do Sul from the production of wines and juices, and is normally used as fertilizer, with little added value. Therefore, the objective of this work was to produce and characterize intelligent films from the bagasse resulting from the production of grape juice. The films were produced with cassava starch as a polymeric matrix, glycerol as a plasticizer, and both pomace powder and grape pomace extract were used as indicators. Since the work has a sustainable character, the paper filter used in the extract filtration process was also used to produce a potential indicator. The films were characterized by colorimetric analysis in order to verify the total color difference in the presence of several buffer solutions of pH between 2 and 10, in order to identify the indicator characteristics of intelligent films. It was found that films with acid extracts are not suitable for use as indicator films, due to their high tackiness, and future studies are needed to minimize this effect. As for the indicator papers, it is concluded that they are potential indicators, with perceptual variations in color in pH ranges between 6 and 7, but future research needs to be done in order to obtain more data. Finally, the reduction of anthocyanins migration to the external environment and the use of secondary dyes to improve the visualization of the color transition between the pH ranges are topics that can be better explored. As for films with aqueous extracts, there was an excellent response to pH variations, as well as for films sought with bagasse powder. Through the color simulation platform using the CIELab * color parameters, as well as the ΔE * results, it was possible to define that the films containing the bagasse powder better color variations along the pH ranges, being these to the eye human. As for the indicator roles, we conclude that they are potential indicators, perceptual changes in color in pH ranges between 6 and 7, but future research should be carried out in order to obtain more data.