Elaboração e caracterização de filmes ativos de amido de mandioca com nanocelulose incorporados de extrato vegetal

Abstract

Resumo : Os filmes biodegradáveis feitos de polímeros naturais, como o amido, são promissores devido ao seu potencial para produzir materiais sustentáveis. O amido, um polissacarídeo composto por amilose e amilopectina, é amplamente empregado como alternativa para embalagens e utensílios descartáveis, devido à sua biodegradabilidade, baixo custo e disponibilidade. Embalagens ativas são um sistema inovador que interage com o produto, ampliando suas funções. Destacamse as embalagens antimicrobianas e antioxidantes, que liberam conservantes nos alimentos, inibindo o crescimento microbiano e retardando a oxidação. Dito isso, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar filmes ativos com extratos vegetais. Os filmes foram elaborados pelo método de casting e foram compostos por 6 % de amido de mandioca, 0,2% de nanocelulose e incorporados de extratos vegetais de hibisco, açafrão, erva mate e casca de jabuticaba (50%). Para a caracterização foi realizado análises de espessura, solubilidade, permeabilidade ao vapor d’água, opacidade, umidade, atividade antimicrobiana e compostos fenólicos para os filmes e extratos aquosos. Os filmes apresentaram diferentes colorações devido a adição de diferentes extratos, possuíam superfície brilhosa e aspecto homogêneo e opaco. As espessuras médias dos filmes variaram de 0,14 mm a 0,17 mm e a solubilidade foi de 18,52% a 21,82%. A opacidade dos filmes mudou de acordo com o extrato utilizado. A permeabilidade ao vapor de água variou de 0,069 a 0,101 g mm/m2 d kPa, onde o menor valor foi do filme com extrato de hibisco no qual apresentou menor e espessura e o teor de umidade variou de 4,78% a 5,85% sem diferença significativa entre si. O extrato que apresentou maior teor de compostos fenólicos totais foi o de casca de jabuticaba sendo ele de 16997,95 mg de AGE 100g-1 de extrato. Enquanto o filme com extrato de erva mate teve o maior teor de fenólicos totais, cerca 68,66 mg de AGE 100g-1 quando comparado com os demais. Quanto a atividade antimicrobiana, notou-se a formação de halos visualizados apenas em luz, para os extratos de hibisco, erva mate e casca de jabuticaba frente a Staphylococcus aureus assim como os extratos casca de jabuticaba e de hibisco frente a Escherichia coli. Para os filmes com extrato de hibisco, erva mate e casca de jabuticaba também houve atividade que atenuou o crescimento microbiano frente a Staphylococcus aureus e o filme com extrato de hibisco frente a Escherichia coli. Conclui-se que os filmes apresentaram propriedades e características de filmes ativos, contendo potencial antioxidante e antimicrobiana, capazes de contribuir para conservação das características sensoriais e nutricionais do alimento

Abstract : Biodegradable films made from natural polymers such as starch show promise due to their potential to produce sustainable materials. Starch, a polysaccharide composed of amylose and amylopectin, is widely used as an alternative for packaging and disposable utensils due to its biodegradability, low cost, and availability. Active packaging is an innovative system that interacts with the product, enhancing its functionalities. Notably, antimicrobial and antioxidant packaging is highlighted for releasing preservatives into food, inhibiting microbial growth, and delaying oxidation. With this in mind, this study aimed to develop and characterize active films incorporating plant extracts. Films were prepared using the casting method with compositions including 6% cassava starch, 0.2% nanocellulose, and plant extracts from hibiscus, turmeric, yerba mate, and jabuticaba peel (50%). Characterization involved thickness analysis, solubility, water vapor permeability, opacity, moisture content, antimicrobial activity, and phenolic compounds in both the films and aqueous extracts. The films exhibited varying colors due to different extract additions, possessing a glossy surface and homogeneous opaque appearance. Average film thickness ranged from 0.14 mm to 0.17 mm, with solubility ranging from 18.52% to 21.82%. Opacity varied with the type of extract. Water vapor permeability ranged from 0.069 to 0.101 g mm/m² d kPa, with the lowest value observed for the hibiscus extract film, which also showed lower thickness. Moisture content ranged from 4.78% to 5.85% without significant differences among samples. The jabuticaba peel extract exhibited the highest total phenolic content at 16997.95 mg AGE 100g?¹ extract, while the yerba mate film had the highest total phenolic content among films at approximately 68.66 mg AGE 100g?¹ compared to others. Antimicrobial activity was observed with halos visible under light for hibiscus, yerba mate, and jabuticaba peel extracts against Staphylococcus aureus, as well as for jabuticaba peel and hibiscus extracts against Escherichia coli. Films incorporating hibiscus, yerba mate, and jabuticaba peel extracts also showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus, and the hibiscus extract film against Escherichia coli. In conclusion, the films demonstrated properties and characteristics of active packaging with antioxidant and antimicrobial potential, capable of contributing to the preservation of sensory and nutritional characteristics in food products