Desenvolvimento de revestimentos comestíveis à base de celulose bacteriana, mucilagem de chia e compostos bioativos de Camellia sinensis

Abstract

Resumo: Os revestimentos comestíveis são definidos como finas camadas de material comestível aplicados diretamente na superfície dos alimentos com a finalidade de preservação. A formulação destas embalagens costuma ser feita a partir de carboidratos, proteínas, lipídeos e compostos bioativos, sendo bastante popular o uso de celulose bacteriana, mucilagem de chia e Camellia sinensis. A celulose bacteriana consiste em um polissacarídeo formado por resíduos de glicose que é produzido e excretado por algumas bactérias, como a espécie Gluconacetobacter xylinus. Já a mucilagem de chia consiste em um hidrogel formado majoritariamente por polissacarídeos, o qual é excretado das sementes de chia quando estas são embebidas em água. A Camellia sinensis é a planta que dá origem aos chás, sendo extremamente rica em compostos fenólicos, os quais possuem atividades antioxidante e antimicrobiana. Assim, o presente estudo teve como objetivo desenvolver revestimentos comestíveis à base de chás branco, verde e preto, celulose bacteriana e mucilagem de chia e analisar os efeitos da aplicação destes sobre morangos frescos. Para tanto, membranas de celulose bacteriana foram produzidas em meio Hestrin e Schramm adicionado de 1% de etanol, enquanto que os compostos bioativos dos chás e a mucilagem de chia foram extraídos em água. As formulações dos revestimentos foram de desenvolvidas e através do delineamento experimental, o revestimento de chá branco com maior atividade antioxidante (6536,00 jm o l equivalente de Trolox por litro) foi selecionado para caracterização. O mesmo foi feito para os revestimentos à base de chá verde (6779,08 jm o l de equivalente de Trolox por litro) e chá preto (5360,62 |jmol equivalente de Trolox por litro). Conforme a caracterização, o revestimento de chá verde apresentou a maior concentração de fenólicos (33268,29 jm o l equivalente de ácido gálico por litro), o de chá branco a concentração intermediária (27604,34 jm o l equivalente de ácido gálico) e o de chá preto a menor média (24921,41 jm o l equivalente de ácido gálico por litro). As imagens MEV e MFA exibiram uma estrutura comum para os revestimentos formada por nanofibrilas e poros, e a análise termogravimétrica resultou em estabilidades térmicas muito semelhantes. O revestimento de chá verde foi escolhido para ser aplicado nos morangos frescos pois apresentou a maior atividade antioxidante e a menor viscosidade (K = 0,14 Pa.sn; n = 0,70). Durante nove dias de armazenamento, os morangos revestidos exibiram as maiores concentrações de fenólicos (1012,47 jm o l de equivalente de ácido gálico por litro), flavonoides (403,90 jm o l de equivalente de catequina por litro) e atividade antioxidante (7,34 jm o l equivalente de Trolox por litro), a menor concentração de antocianinas (83,07 jm o l de equivalente de cianidina-3- glicosídeo por litro) e perda de massa (1,40%), além de exibirem valores constantes de pH, acidez titulável e sólidos solúveis totais. No entanto, um revestimento feito com água em vez de chá mostrou efeitos semelhantes. Assim, a presente pesquisa confirma que revestimentos comestíveis são capazes de preservar a qualidade e atrasar a senescência de frutas e que mais estudos são necessários para melhorar a ação dos compostos bioativos neste tipo de revestimento.

Abstract: Edible coatings are defined as thin layers of edible material applied directly to the surface of food for the purpose of preservation. The formulation of these packages is usually made from carbohydrates, proteins, lipids and bioactive compounds, with the use of bacterial cellulose, chia mucilage and Camellia sinensis being quite popular. Bacterial cellulose consists of a polysaccharide formed by glucose residues that is produced and excreted by some bacteria, such as the Gluconacetobacter xylinus species. Chia mucilage consists of a hydrogel formed mainly by polysaccharides, which is excreted from chia seeds when they are soaked in water. Camellia sinensis is the plant that gives rise to teas, being extremely rich in phenolic compounds, which have antioxidant and antimicrobial activities. Thus, the present study aimed to develop edible coatings based on white, green and black teas, bacterial cellulose and chia mucilage and analyze the effects of applying these to fresh strawberries. Therefore, bacterial cellulose membranes were produced in Hestrin and Schramm medium added with 1% ethanol, while the bioactive compounds from the teas and chia mucilage were extracted in water. The coating formulations were developed and through experimental design, the white tea coating with the highest antioxidant activity (6536.00 jm o l Trolox equivalent per liter) was selected for characterization. The same was done for coatings based on green tea (6779.08 |jmol of Trolox equivalent per liter) and black tea (5360.62 jm o l of Trolox equivalent per liter). According to the characterization, the green tea coating presented the highest concentration of phenolics (33268.29 jm o l equivalent of gallic acid per liter), the white tea coating had an intermediate concentration (27604.34 jm o l equivalent of gallic acid) and the black tea coating the lowest average (24921.41 jm o l gallic acid equivalent per liter). SEM and AFM images displayed a common structure for the coatings formed by nanofibrils and pores, and thermogravimetric analysis resulted in very similar thermal stabilities. The green tea coating was chosen to be applied to fresh strawberries as it presented the highest antioxidant activity and lowest viscosity (K = 0.14 Pa.sn; n = 0.70). During nine days of storage, coated strawberries exhibited the highest concentrations of phenolics (1012.47 jm o l of gallic acid equivalent per liter), flavonoids (403.90 jm o l of catechin equivalent per liter) and antioxidant activity (7.34 jm o l Trolox equivalent per liter), the lowest concentration of anthocyanins (83.07 jm o l of cyanidin-3-glucoside equivalent per liter) and mass loss (1.40%), in addition to exhibiting constant values of pH, titratable acidity and total soluble solids. However, a coating made with water instead of tea showed similar effects. Thus, the present research confirms that edible coatings are capable of preserving the quality and delaying the senescence of fruits and that further studies are needed to improve the action of bioactive compounds in this type of coating.