Eficácia de um filme ativo na oxidação lipídica de alimentos com alto teor de gordura

Tese de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018As embalagens alimentares são atualmente fabricadas à base de polímeros sintéticos, como o polietileno, e têm como função principal a proteção de fatores externos como as alterações de temperatura, radiações, micro e macrorganismos. Em resposta à elevada procura nos últimos anos por uma melhoria no acondicionamento e aumento do tempo de vida útil dos alimentos, surgiram novas embalagens alimentares, nomeadamente as embalagens ativas. Estas embalagens têm o propósito de interagir com o alimento embalado através da emissão ou absorção de compostos e/ou substâncias, retardando os processos de degradação natural dos alimentos, como a oxidação lipídica ou o crescimento de microrganismos, aumentando assim o seu tempo de vida-útil. Existem dois tipos de embalagens ativas: de absorção e de emissão. No caso das embalagens ativas de emissão, estas contêm na sua matriz compostos ativos que interagem diretamente com o alimento embalado. Estes compostos podem ser de origem natural, sendo os extratos de plantas aromáticas uma opção válida, devido às suas propriedades biológicas como a capacidade antioxidante e antimicrobiana. A aplicação de extratos de plantas aromáticas nos alimentos tem sido estudada, sendo vários deles aprovados pela FDA (do inglês, Food and Drug Administration) e pela União Europeia. Com a sustentabilidade em mente, a indústria alimentar e a comunidade científica procuram, cada vez mais, biopolímeros que possam ser utilizados na produção de embalagens alimentares, como por exemplo a proteína de soro de leite, um subproduto da indústria dos laticínios. O objetivo principal deste trabalho foi o estudo da eficácia de um filme ativo edível, à base de proteína de soro de leite incorporado com um extrato de plantas aromáticas, no atraso da oxidação lipídica de um alimento com alto teor de gordura. Numa segunda parte do trabalho, foi também elaborado um inquérito à população portuguesa sobre hábitos de consumo de alimentos em conserva e sobre o seu conhecimento acerca de embalagens inovadoras. Inicialmente foi comparada a capacidade antioxidante de extratos de duas plantas aromáticas, o alecrim (Rosmarinus officinalis L.) e o chá verde (Camellia sinensis L.). O extrato de alecrim foi obtido através de um método de extração sólido-líquido, enquanto o chá verde foi adquirido diretamente sob a forma de extrato. Para a comparação da capacidade antioxidante, foram realizados quatro métodos: o sistema de inibição do radical livre DPPH, o teste do branqueamento do β-caroteno, a determinação dos compostos fenólicos totais e a determinação dos flavonóides totais. De seguida, foi verificado se existia um efeito sinérgico entre os extratos, através da comparação da atividade antioxidante de três misturas com percentagens diferentes dos extratos de chá verde e alecrim. Foi também determinada a quantidade necessária de extrato para inibir 50 % do radical livre DPPH em solução (EC50). Com base nos resultados obtidos, foi escolhido o extrato de chá verde para a incorporação no filme ativo. Posteriormente foi produzido o filme à base de proteína de soro de leite. O processo foi otimizado, tendo sido testadas diferentes percentagens de glicerol (plastificante) e extrato de chá verde a utilizar. O alimento modelo escolhido foi o salmão fresco, pelo seu alto teor lipídico e curto tempo de vida útil. Fatias de salmão fresco, de aproximadamente 30-35 g, foram embaladas com o filme ativo e com o filme controlo (sem extrato de chá verde) e armazenadas a 5 ºC, por diferentes tempos de armazenamento (0, 5, 7, 10, 14 e 17 dias). Testou-se também o nível de oxidação lipídica de fatias de salmão não embaladas, mantidas à mesma temperatura, durante 0, 3, 5, 7, 10 e 12 dias. Para a avaliação do estado oxidativo da gordura do salmão, foram utilizados quatro métodos: o índice de peróxidos, o valor de p-anisidina, o ensaio de TBARS e a monitorização do hexanal. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que o filme ativo à base de proteína de soro de leite incorporado com extrato de chá verde, foi produzido com sucesso e mostrou eficácia no atraso da oxidação lipídica das amostras de salmão fresco até aos 17 dias de armazenamento. São necessários outros estudos para realizar a avaliação das propriedades mecânicas da embalagem, actividade microbiológica, análise sensorial e mais testes de avaliação do estado oxidativo, com o intuito da comercialização da embalagem. Em relação aos resultados do questionário, onde foram obtidas 314 respostas, foi verificado que a população portuguesa consome um elevado número de produtos em latas de conserva, nomeadamente o atum, apesar de poucos indivíduos terem conhecimento sobre a migração de compostos químicos da embalagem para os alimentos. No que diz respeito às embalagens alimentares inovadoras, uma pequena quantidade dos inquiridos possui conhecimento das funções que desempenham. No futuro, deverá ser feita uma divulgação da informação sobre estas embalagens, de forma a aumentar o grau de conhecimento da população portuguesa.Food packaging is currently manufactured using synthetic polymers, such as polyethylene, and its main function is the protection against external factors such as temperature changes, radiation, micro and macroorganisms. In response to the last few years the high demand for an improvement in packaging and increase in foods shelf life, innovative packaging have emerged, including active packaging. These packages are intended to interact with packaged foods through the emission or the absorption of compounds and/or substances, delaying the natural process of food’s degradation such as lipid oxidation or growth of microorganisms, thereby increasing its shelf life. There are two types of active packaging: absorption and emission. In the case of emission active packaging, they contain in their matrix active compounds that interact directly with the packaged food. These compounds may be of natural origin, being the extracts of aromatic plants a valid option due to their biological properties such as antioxidant and antimicrobial capacity. The application of extracts of aromatic plants in food have been studied, and several of them are approved by the FDA (Food and Drug Administration) and by the European Union. With sustainability in mind, the food industry and the scientific community are increasingly looking for biopolymers that can be used in the production of food packaging, such as whey protein, a by-product of the dairy industry. The main objective of this work was the study of the efficacy of an edible active film, based on whey protein incorporated with an extract of aromatic plants, in the delay of the lipid oxidation of a high fat food. In a second part of this work, a survey was also carried out on the Portuguese population about canned food consumption habits and their knowledge about innovative packaging. Initially the antioxidant capacity of extracts from two aromatic plants, rosemary (Rosmarinus officinalis L.) and green tea (Camellia sinensis L.) were compared. Rosemary extract was obtained by a solid-liquid extraction method, while green tea was obtained directly as an extract. In order to compare the antioxidant capacity, four methods were performed: the DPPH free radical inhibition system, the β-carotene bleaching test, the determination of the total phenolic compounds and the determination of the total flavonoids. Next, it was verified if there was a synergistic effect between the extracts, by comparing the antioxidant activity of three mixtures with different percentages of the extracts of green tea and rosemary. The required amount of extract to inhibit 50 % of the DPPH free radical (EC50) was also determined. Based on the obtained results, the green tea extract was the chosen one for the incorporation into the active film. Afterwards, the whey protein based film was produced. The process was optimized and different percentages of glycerol (plasticizer) and green tea extract were tested. The chosen model food was fresh salmon, due to its high lipid content and short shelf life. Fresh salmon slices, approximately 30-35 g, were packed with the active film and the control film (without green tea extract), and stored at 5 ° C for different storage times (0, 5, 7, 10, 14 and 17 days). The level of lipid oxidation of unpackaged salmon slices, maintained at the same temperature, for 0, 3, 5, 7, 10 and 12 days was also tested. To evaluate the oxidative status of salmon fat, four methods were used: the peroxide index, the p-anisidine value, the TBARS assay and the hexanal monitoring. The results obtained in this work indicate that the active film based on whey protein, incorporated with green tea extract, was successfully produced and showed efficiency in delaying the lipid oxidation of fresh salmon samples up to 17 days of storage. Further studies are needed to evaluate the mechanical properties of the packaging, microbiological activity, sensorial analysis and additional tests for evaluation of the oxidative state, in order to commercialize the packaging. Regarding the results of the questionnaire, where 314 responses were obtained, it was verified that the Portuguese population consumes a large number of products in canned foods, namely tuna. However, very few individuals are aware of the migration of chemical compounds from the packaging to foods. In the case of innovative food packaging, a small number of respondents are aware of their functions. In the future, information on these packages should be disseminated in order to increase the knowledge of the Portuguese population