Desenvolvimento de embalagens biodegradáveis de amido expandido com propriedades antimicrobianas

Abstract

O desperdício de alimentos, associado ao descarte inadequado de embalagens plásticas derivadas do petróleo, pode causar impactos indesejáveis ao meio ambiente. O uso de embalagens biodegradáveis adicionados de compostos reforçadores e compostos bioativos pode representar uma alternativa para mitigar esse problema. Assim, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver embalagens biodegradáveis produzidas a partir de amido termoplástico com propriedades antimicrobianas incorporadas com diferentes concentrações de farinha de semente de melão e alecrim. As embalagens desenvolvidas foram caracterizadas quanto suas propriedades mecânicas, morfológicas, térmicas, físicas, antimicrobianas e aplicabilidade; as farinhas utilizadas foram caracterizadas diante sua composição centesimal e capacidade de absorção. As formulações com 25% de alecrim apresentaram maior resistência mecânica, com maior dureza (26,467 KJ/m²), resistência à tração (1,553 MPa) e flexão (6,447 MPa), além de estabilidade térmica até 300°C. As embalagens podem ser consideradas biodegradáveis, decompondo-se em 70% após 35 dias, e possuem atividade antibacteriana contra Bacillus cereus, Salmonella enteritidis e Pseudomonas aeruginosa e atividade antifúngica contra Penicillium roqueforti. Na aplicação em pães sem conservantes, a formulação com 25% de alecrim reduziu o crescimento fúngico, todavia sua vida útil não ultrapassou 7 dias. Além disso, ajudaram a preservar a umidade dos pães em comparação ao poliestireno expandido, sugerindo potencial para embalagens de alimentos secos e de baixa umidade. A partir deste estudo conclui-se que as embalagens biodegradáveis de amido, incorporadas com farinha de sementes de melão e alecrim, apresentam potencial significativo como alternativa sustentável e eficaz na conservação de alimentos de baixa umidade, bem como propriedades mecânicas aprimoradas, estabilidade térmica e decomposição acelerada no ambiente. Além disso, a análise microbiológica e os testes de aplicação em pães mostraram que essas embalagens podem ser consideradas alternativas para minimizar o uso de plásticos convencionais, assim como o de conservantes químicos, contribuindo para uma cadeia produtiva mais sustentável e colaborando com o meio ambiente.

Food waste, combined with the improper disposal of petroleum-based plastic packaging, can have undesirable environmental impacts. The use of biodegradable packaging reinforced with bioactive compounds may offer an alternative to mitigate this issue. Thus, this study aimed to develop biodegradable packaging based on thermoplastic starch with antimicrobial properties, incorporating different concentrations of melon seed flour and rosemary. The developed packaging was characterized for its mechanical, morphological, thermal, physical, and antimicrobial properties, as well as its applicability. The flours used were analyzed for their proximate composition and absorption capacity. Formulations containing 25% rosemary exhibited the highest mechanical strength, with increased hardness (26.467 KJ/m²), tensile strength (1.553 MPa), and flexural strength (6.447 MPa), along with thermal stability up to 300°C. The packaging demonstrated biodegradability, decomposing by 70% within 35 days, and exhibited antibacterial activity against Bacillus cereus, Salmonella enteritidis, and Pseudomonas aeruginosa, such as antifungal effect against Penicillium roqueforti. When applied to preservative-free bread, the formulation containing 25% rosemary reduced fungal growth; however, the shelf life did not exceed seven days. Additionally, it helped maintain bread moisture compared to expanded polystyrene, suggesting potential applications for dry and low-moisture food packaging. This study concludes that starch-based biodegradable packaging incorporating melon seed flour and rosemary presents significant potential as a sustainable and effective alternative for preserving low-moisture foods. It also offers enhanced mechanical properties, thermal stability, and accelerated environmental decomposition. Furthermore, microbiological analysis and bread application tests indicate that these packaging materials could serve as alternatives to reduce the use of conventional plastics and chemical preservatives, contributing to a more sustainable production chain and benefiting the environment.