aplicaÇÃo de biofilmes em pÓs-colheita completo.pdf
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Filmes e coberturas comestíveis a base de amido, aplicadas em
alimentos.
Ludmilla Souza Barbosa
Justificativa
• Fatores que conduzem à busca de alternativas, como a utilização de filmes comestíveis e biodegradáveis, às embalagens tradicionais
• Preocupação com o meio ambiente, relacionada ao descarte de materiais não renováveis utilizados como embalagem para alimentos;
• Demanda por alimentos de alta qualidade;
• Necessidade de se reduzir a dependência da utilização de petróleo.
• Redução de custos com a embalagem final do produto.
Justificativa
• Oportunidades para criar novos mercados de matérias primas formadoras de filme;
• Possibilidade de aumentar o shelf-life de frutas e vegetais, reduzindo perdas pós colheita;
Justificativa
Preocupação AmbientalBrasil produz ~240 mil ton. lixo / dia;
• 88% se destina a lixões a céu aberto;
• 2% reciclado;
• 19% lixo ⇒ embalagens plásticas que levam
cerca de 150 a 450 anos para serem
degradada;
• Utilização de polímeros biodegradáveis ⇒
rota mais segura no tratamento de resíduos
de embalagens;
Preocupação ambiental
O que é Biofilme ou filme comestível?
São películas de variadas espessuras
constituídas por diferentes
substâncias naturais e/ou sintéticas
que se polimerizam e isolam o
alimento, sem riscos à saúde do
consumidor, uma vez que não são
metabolizados pelo organismo e sua
passagem pelo trato gastrointestinal
se faz de maneira inócua.
Histórico
Novidade
� Chineses -» Século -» XII Cobertura de limões e laranjas frescas com ceras.
� Primeiro documento sobre revestimentos comestíveis apareceu em 1800 (ALLEN, etal, 1963).
• 1930 -» ceras de abelha e carnaúba, óleos
mineral e vegetal -» Conservação de frutas;
• Emulsão de cera e óleo -» frutas frescas
melhor aparência, cor e brilho -» controle do
amadurecimento -» retarda a perda de água;
• 1950 -» ±100 filmes e revestimentos
comestíveis foram patenteados;
Histórico
• Nas últimas duas décadas, muitos trabalhos foram apresentados na literatura científica na forma de patentes, utilizando filmes e coberturas comestíveis para aumentar a vida de prateleira e melhorar a qualidade de alimentos frescos, congelados e processados.
Histórico
Definição • Diferença entre filmes e coberturas
comestíveis -» KROCHTA et al. (1994) :
�Cobertura,
formação ocorre
durante a aplicação
sobre o mesmo.
�Filme comestível,
formado antes da
sua aplicação no
produto;
• Dois princípios:
�1º termo comestível -» Compostos da
elaboração sejam GRAS -» FDA (Foodand Drug Administration) e processado
dentro da BPF;
�2º Elaborados a partir de um polímero,
tipicamente um biopolímero;
Definição
Termos ? • Bioplásticos
�Materiais que, contendo biopolímeros em percentagem variável, podem ser moldados por ação de calor e de pressão.
• Biopolímeros
�Tipo especial de polímero que envolve organismos vivos no processo de síntese, tendo portando, parcial ou totalmente origem bioquímica podendo ser parcial ou totalmente produzidos a partir de materiais renováveis sendo ou não biodegradáveis.
O que são?
Classificação de biopolímeros:
Características de Filmes e coberturas biodegradáveis
• Barreira (vapor de água, gases, aromas, luz);
• Propriedades óticas (transparência,opacidade);
• Resistência mecânica;
• Selabilidade
• Possuir tecnologia simples de fabricação;
• Não ser poluente;
• Apresentar disponibilidade e baixo custo.
Finalidade• inibir a migração da umidade, oxigênio,
dióxido de carbono, aromas, lipídeos.
• introduzir aditivos ao alimento, tais como: antioxidantes, agentes antimicrobianos e aromas.
• melhorar a integridade mecânica ou as características de manuseio de um produto alimentício.
Vantagens• Cobertura Comestível
Exerce seu efeito a permeabilidade da casca aos gases em maior ou menor proporção;
• Filme Comestível
Além de ser biodegradável, existe atualmente a possibilidade de elaboração de filmes em larga escala devido a capacidade termoplástica do amido;
• MÉTODOS PARA ELABORAÇÃO DE COBERTURAS
▫ Técnicas de Recobrimento:
▫ Imersão direta
▫ Pulverização
▫ Moldagem
Coberturas
Caracterização de coberturascomestíveis• Características físico-químicas das frutas
embaladas:
▫ Perda de massa▫ Dureza▫ Cor▫ Sólidos solúveis▫ pH▫ Acidez total titulável▫ Umidade e sólidos totais▫ Ácido ascórbico (Vit C)
▫ Análises Microbiológicas:
▫ Coliformes, bolores, leveduras e contagem total de mesófilos
▫ Avaliação Sensorial:
▫ Determinação da vida de prateleira
▫ Avaliação da aceitação do produto
Coberturas comestíveis
• Amadurecimento de frutas frescas envolve uma série de processos físicos e bioquímicos que resultam em:
▫ Síntese e degradação de pigmentos;
▫ Conversão de amido em açúcar;
▫ Perda de firmeza;
▫ Produção de voláteis;
▫ Aumento na respiração de frutas climatéricas.
• Diferentes fatores podem afetar a performance do sistema fruta-cobertura desde o tipo de fruta a espessura e integridade da cobertura:
▫ Morfologia, densidade, estrutura química, cristalinidade e orientação polimérica.
▫ O tipo de solvente, o plastificante e a taxa de secagem também influenciam o coeficiente de permeabilidade.
▫ Permeabilidade do filme e espessura.
• O controle de gases deve ser benéfico ao produto, já que, em frutas, quando muito rigoroso, pode provocar desordens fisiológicas, principalmente aquelas provenientes da deficiência de O2 e excesso de CO2, provocando também o aparecimento de sabor desagradável.
• Quando o controle de O2 é feito de maneira correta, os principais benefícios são o retardamento dos processos ligados ao amadurecimento, bem como do início da senescência.
Materiais necessários para a elaboração de filmes ou coberturas
comestíveis.
�Macromolécula
�Plastificantes
�Solvente
�Agente ajustador de pH
Materiais de Cobertura
�Hidrocolóides
�Lipídeos
�Compostos
Tipos de Cobertura
�Simples
�Compostas
�Dupla-camada
Elaboração de filmes e coberturas comestíveis
MacromoléculasHidrocolóides
• Proteínas, derivados de celulose, alginatos, pectinas, amido e outros polissacarídeos.
• Objetivo principal -» controlar a permeabilidade ao oxigênio, dióxido de carbono e migração lipídica em um sistema alimentício.
• A solubilidade de filmes polissacarídicos é vantajosa em situações em que o filme é consumido com o produto, provocando poucas alterações nas propriedades sensoriais do alimento.
Materiais Utilizados
Lipídicos
• Compostos de lipídeos;
• Natureza hidrofóbica -» Baixa permeabilidade ao vapor de água;
• Interferem na solubilidade do filme;
• Dificuldade de fusão em alguns materiais de cobertura;
Compostos
• Base de proteína mais lipídeos ou polissacarídeos mais lipídeos.
• Atualmente pesquisas tem focado em embalagens compostas.
Materiais Utilizados
• Alto ponto de fusão;
• Mistura -» mudanças nas suas propriedades físicas, químicas e mecânicas;
• Aumenta a resistência mecânica;
• Melhoram a adesividade do filme;
• Aumenta a flexibilidade e a extensibilidade do filme;
Plastificantes
• Interfere nas propriedades de barreira;
• Compatível com o polímero e o solvente utilizados;
• Miscível em macromoléculas;
• Exemplos: Triacetina, sorbitol e o glicerol.
Materiais Utilizados
• Polissacarídeo mais importante e abundante na
natureza;
• Baixo custo, alta produção, biodegradabilidade,
comestibilidade e fácil manipulação;
• Provém de Fontes renováveis: Milho,
inhame,mandioca,batata,cereais e legumes;
Amido
• Produzidos na indústria;
• Filmes a base de amido -» baixas propriedades de barreira de vapor de
água,-» caráter hidrofílico;
• Necessitam adição de plastificante, como
o sorbitol e glicerol.
Amido
Métodos para elaboração dosbioplásticos
•Extrusão termoplástica
•Casting
• Permite a termoplastificação de um material sólido através da aplicação de:
�calor e trabalho mecânico;
�Cisalhamento
�Alta temperatura
� Alta pressões e curto espaço de tempo, para
formação de materiais moldados
Extrusão Termoplástica
Vantagens do processo de extrusão:
� Versatilidade
� Alta qualidade do produto final
� Baixo custo de produção
� Produtos com formas geométricas variadas
� Não liberação ou formação de efluentes
Consiste no transporte de um material por uma rosca sem
fim, forçando-o através de uma matriz , sob condições de
alta temperatura, pressão e cisalhamento que ocasionam
modificações físicas e/ou químicas.
Extrusão Termoplástica
Método casting
� Consiste em espalhar a solução
formadora do filme em uma superfície lisa
e deixar secar.
Filmes Obtidos por Casting
Potencial de Utilização em Alimentos e Outros
• Filmes biodegradáveis já são comercializados na Europa para produtos alimentícios como:
� filmes de amido de milho usados como barreira contra
gordura em produtos de confeitaria,
� embalagens de manteiga e margarina confeccionadas com
amido de milho (90%) e ácido polilático (10%),
� ou ainda, para fins não alimentícios, como sacos de lixo a
base de amido de milho e trigo disponíveis nos mercados da
Itália, Finlândia e Dinamarca;
Biodegradabilidade das embalagens comestíveis
• Biodegradável material degradado
completamente por microorganismos em
compostos naturais, como CO2, H2O,
metano, Hidrogênio e biomassa;
• Para que ocorra a biodegradação é
necessário que tenha microorganismo
apropriado, ambiente e substrato
adequado;
Degradação de Polímeros Biodegradáveis
Início
Degradação Biológica em Compostagem
Duas semanas
Degradação Biológica em Compostagem
Quatro semanas
Defeitos e Dificuldades no Processamento de Alguns Biopolímeros
• Amido e celulose ⇒ hidrofílicos;
• Custo superior ao dos polímeros tradicionais
(derivados de petróleo);
• Necessidade de melhorar propriedades de
barreira e termomecânicas;
• Dificuldades de desenvolvimento de
processos contínuos de produção;