Desenvolvimento de embalagem ativa de PEBD com antioxidantes do resíduo agroindustrial vitivinícola

Abstract

As novas tecnologias na área de embalagens têm como objetivo sua interação com o produto alimentício, no sentido de modificar ou manter parâmetros de qualidade do produto. Entre as inovações na área encontram-se as embalagens ativas antioxidantes, que consistem na incorporação de componentes bioativos na embalagem que liberam substâncias para o alimento embalado prolongando a sua vida útil. O uso do resíduo agroindustrial da indústria vinícola, como fonte de antioxidantes naturais em embalagens ativas, tem apresentado interesse econômico e ambiental, pois estes subprodutos principalmente sementes e cascas, são ricos em compostos fenólicos, responsáveis por sua alta atividade antioxidante. O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver e avaliar embalagens ativas de PEBD, utilizando como aditivo os antioxidantes naturais provenientes do extrato de resíduo agroindustrial vitivinícola e de um antioxidante sintético, para fins comparativos. Foram produzidas embalagens ativas de PEBD, pelo método de extrusão, com masterbatch de extrato ricos em moléculas antioxidantes (provenientes de resíduo vitivinícola), antioxidante sintético e resíduo liofilizado, e avaliadas as propriedades mecânicas, físicas, térmicas e químicas. A composição fenólica dos extratos antioxidantes naturais foi determinada por cromatografia líquida de alta performance acoplada à espectrometria de massas de alta eficiência (LC-HR-MS). Um total de 15 compostos fenólicos foram encontrados nos extratos antioxidantes, sendo os flavonóides e as antocianinas os compostos majoritários do extrato, representando 85,6% dos compostos totais. O extrato etanólico (80 / 18,5 v.v) acidificado com 1,5% de Ácido Fórmico, apresentou-se como o melhor solvente de extração. Na caracterização dos masterbatchs produzidos, as amostras que possuíam extrato antioxidante e resíduo liofilizado, apresentaram maior estabilidade térmica quando comparadas a amostra referência PEBD. As propriedades mecânicas não apresentaram diferenças significativas em relação ao PEBD puro, quando utilizados os extratos antioxidantes, porém a utilização de antioxidante sintético diminuiu a rigidez do filme em comparação ao filme referência e com extrato antioxidante natural. A amostra contendo resíduo vitivinícola liofilizado, apresentou módulo de elasticidade superior as demais formulações, podendo indicar que a composição de resíduo tenha atuado como carga e formado um compósito. Os parâmetros colorimétricos L*, a e b apresentaram uma diminuição nas formulações de embalagens ativas com extrato antioxidante natural, quando comparadas a amostra referência PEBD, devido as antocianinas presentes, auxiliando na diminuição da passagem de luz UV/Vis. A análise de índice de peróxidos, apresentou resultados satisfatórios para a amostra contendo maior concentração de extrato antioxidante natural, o qual preservou uma amostra de óleo de girassol in natura abaixo do valor máximo de índice de peróxidos permitido para comercialização de óleos e gorduras refinados por mais tempo. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a adição de extrato de antioxidante natural vitivinícola em matriz polimérica de PEBD apresenta potencial para o desenvolvimento de embalagens ativas, e melhor desempenho quando comparadas ao uso de antioxidante de origem sintética.

New technologies in the packaging area aim to interact with the food product, in order to modify or maintain product quality parameters. Among the innovations in the area are active antioxidant packaging, which consists of the incorporation of functional components in the packaging that release substances into the packaged food, prolonging its shelf life. The use of agro-industrial residue from the wine industry, as a source of natural antioxidants in active packaging, has shown economic and environmental interest, as these by-products, mainly seeds and peels, are rich in phenolic compounds, responsible for their high antioxidant activity. This work aimed to develop and evaluate active LDPE packaging, using as additive natural antioxidants from the extract of agro-industrial wine residue and a synthetic antioxidant, for comparative purposes. Active LDPE packages were produced by the extrusion method, with an extract masterbatch rich in antioxidant molecules (from winery residue), synthetic antioxidant BHT and lyophilized residue, and the mechanical, physical, thermal and chemical properties were evaluated. The phenolic composition of the natural antioxidant extracts was determined by highperformance liquid chromatography coupled with high-performance mass spectrometry (LC-HR-MS). A total of 15 phenolic compounds were found in the antioxidant extracts, with flavonoids and anthocyanins being the major compounds in the extract, representing 85.6% of the total compounds. The ethanolic extract (80 / 18.5 v.v) acidified with 1.5% of Formic Acid, was the best extraction solvent. In the characterization of the produced masterbatchs, with antioxidant extract and lyophilized residue showed greater thermal stability compared to the LDPE reference sample. The mechanical properties did not show significant differences in relation to the LDPE, when using the antioxidant extracts, however the use of synthetic antioxidants reduced the rigidity of the film compared to the reference film and with natural antioxidant extract. The sample containing lyophilized wine residue showed a higher modulus of elasticity than the other formulations, which may indicating that the residue composition acted as a filler and formed a composite. The colorimetric parameters L*, a and b showed a decrease in the active packaging formulations with natural antioxidant extract, compared to the LDPE reference sample, due to the extrusion process and the anthocyanins present, helping to reduce the passage of UV/Vis light. The peroxide index analysis showed satisfactory results for the sample containing the highest concentration of natural antioxidant extract, which preserved a sample of in natura sunflower oil below the maximum peroxide index value allowing for the commercialization of refined oils and fats for more time. Based on the results obtained, it is concluded that the addition of natural winery residue antioxidant extract in LDPE polymer matrix, has potential for the development of active packaging, and better performance when compared to the use of antioxidant of synthetic origin.