Efeito de embalagens ativas comestíveis reforçadas com casca de pinhão e extrato de própolis na estabilidade da oxidação lipídico-proteica de hambúrguer bovino

Abstract

Resumo: O consumo de produtos amplamente difundidos na cultura local, como a própolis e opinhão (semente da Araucaria angustifolia), está relacionado às suas característicasquímicas, as quais incluem compostos com alto potencial antimicrobiano, antioxidantee sensoriais. No entanto, durante o processo de obtenção desses produtos, sãogerados resíduos que não são aproveitados economicamente, mas que apresentamcompostos bioativos com ação antimicrobiana e antioxidante, que apresentampotencial para uso na indústria de alimentos, além de proporcionar melhoriasambientais. Assim, o objetivo principal deste estudo foi desenvolver e avaliar o efeitode embalagens ativas comestíveis, reforçadas com a casca do fruto da Araucariaangustifolia, extrato da casca e própolis verde de abelha Apis, na estabilidadeoxidativa de hambúrguer bovino. A otimização do processo de extração da casca depinhão resultou em extratos com teores significativos de compostos fenólicos totais(337,05 mg EAG.g-1), flavonoides totais (157,37 mg EC.g-1) e taninos condensados(12,81%), além de alta atividade antioxidante (1533,31; 1822,71 e 30,32 µmol ET.g-1para DPPH•, ABTS•+ e FRAP, respectivamente), indicando seu potencial na indústriade alimentos. Os métodos de extração assistida por ultrassom (EA) e desruptor decélula (EC) foram efetivos para extração de compostos antioxidantes nas amostras deprópolis verde (PV) e mandaçaia (PM). Os extratos de PV apresentaram maior teorde compostos fenólicos, flavonoides, de ácidos 3,4-dihidroxibenzoico, cafeico e pcumárico,miricetina, quercetina e catequina e atividade antioxidante. Por outro lado,os extratos obtidos de PM destacaram-se pela presença de ácidos elágico, vanílico,cafeico, miricetina, quercetina e hesperetina. Filmes comestíveis à base de farinha daamêndoa de pinhão e gelatina, caracterizados por sua resistência mecânica e debarreira, foram produzidos. A inclusão da casca de pinhão foi um fator contribuintepara a melhoria dessas propriedades. As formulações de filme de farinha da amêndoade pinhão (5,0% de farinha da amêndoa de pinhão, 1,2% de glicerol e 0,4% de pó dacasca de pinhão) e gelatina (5,0% de gelatina, 2,0% de glicerol e 0,4% de pó da cascade pinhão) apresentaram os melhores resultados (5,06 MPa para resistência à traçãoe 0,14 g.mm.kPa-1.h-1.m-2 para permeabilidade ao vapor de água) e (3,88 MPa pararesistência à tração e 0,28 g.mm.kPa-1.h-1.m-2 para permeabilidade ao vapor de água),respectivamente. A aplicação dos filmes ativos à base de farinha da amêndoa depinhão e à base de gelatina incorporados com extrato da casca de pinhão e própolismostrou-se eficiente em retardar as reações de oxidação lipídica e proteica emhambúrgueres bovinos durante o armazenamento refrigerado. Esses filmesrepresentam uma alternativa ecologicamente correta e eficaz para embalagensprimárias de alimentos, prolongando a vida útil dos produtos. Os resultados destapesquisa têm implicações significativas na produção de embalagens maissustentáveis e eficazes na preservação da qualidade dos alimentos, contribuindo paraa redução de impactos negativos no meio ambiente, na saúde humana, além defavorecer a preservação da espécie nativa Araucaria angustifolia.

Abstract: The consumption of products widely disseminated in local cultures, such as propolisand pine nuts (Araucaria angustifolia seed), is related to their chemical characteristics,which include compounds with high antimicrobial, antioxidant, and sensory potential.However, while obtaining these products, waste is generated that is not usedeconomically but contains bioactive compounds with antimicrobial and antioxidantaction, which have the potential for use in the food industry, providing environmentalimprovements. Thus, the main aim of this study was to develop and evaluate the effectof edible active packaging, reinforced with the husk of the Araucaria angustifolia fruitand extracts of husk and green propolis from Apis bee, on the oxidative stability of beefpatties. The optimization of the pinhão husk extraction process resulted in extracts withsignificant levels of total phenolic compounds (337.05 mg EAG.g-1), total flavonoids(157.37 mg EC.g-1), and condensed tannins (12 .81%), in addition to high antioxidantactivity (1533.31, 1822.71 and 30.32 µmol ET.g-1 for DPPH•, ABTS•+ and FRAP,respectively), indicating its potential in the food industry. The ultrasound-assistedextraction (EA) and cell disruptor (CE) methods were effective for extractingantioxidant compounds in green propolis (PV) and mandaçaia (PM) samples. PVextracts showed a higher content of phenolic compounds, flavonoids, 3,4-dihydroxybenzoic, caffeic, and p-coumaric acids, myricetin, quercetin, and catechin,and antioxidant activity. On the other hand, the extracts obtained from PM stood outfor the presence of ellagic, vanillic, caffeic acids, myricetin, quercetin, and hesperetin.Edible films were produced based on pinhão flour and gelatin, characterized by theirmechanical and barrier resistance. The inclusion of pinhão husk powder was acontributing factor to the improvement of these properties. The formulations of pinhãoflour film (5.0% pinhão flour, 1.2% glycerol and 0.4% pinhão husk powder) and gelatin(5.0% gelatin, 2.0% glycerol and 0.4% pinhão husk powder) showed the best results(5.06 MPa for tensile strength and 0.14 g.mm.kPa-1.h-1.m-2 for water vaporpermeability) and (3.88 MPa for tensile strength and 0.28 g.mm.kPa-1.h-1.m-2 for watervapor permeability), respectively. Applying active films based on pinhão flour andgelatin-based incorporated with pinhão husk extract and propolis proved efficient indelaying lipid and protein oxidation reactions in beef patties during refrigerated storage.These films represent an environmentally friendly and effective alternative to primaryfood packaging, extending the shelf life of products. The results of this research havesignificant implications for producing more sustainable and effective packaging inpreserving food quality, reducing negative impacts on the environment and humanhealth, and favoring the preservation of the native species Araucaria angustifolia.