Desenvolvimento de embalagem ativa biodegradável de amido de pinhão e de mandioca com antioxidantes e antimicrobianos naturais para conservação de manteiga orgânica

Orientadora : Profª. Drª Nina WaszczynskyjCoorientador : Prof. Dr. Fábio YamashitaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 30/09/2016Inclui referências : f. 159-176Resumo: Com o interesse de melhorar a qualidade dos produtos embalados e reduzir o consumo de embalagens plásticas convencionais têm-se pesquisado novos materiais como os filmes biodegradáveis formulados com matérias-primas oriundas de recursos renováveis. O objetivo deste trabalho foi desenvolver embalagens biodegradáveis ativas de amido termoplástico, poli adipato co-tereftalato de butileno (PBAT) contendo extrato de alecrim (AL), chá verde (CH) e/ou erva-mate (ER). Os filmes biodegradáveis para produção das embalagens foram produzidos por extrusão sopro em balão e estudou-se a influência da concentração e da fonte de amido (pinhão e mandioca) sobre as propriedades mecânicas, de barreira ao vapor d'agua e ópticas dos filmes. Modelos de regressão que predizem essas propriedades e as respectivas superfícies de resposta foram geradas. Características de superfície e propriedades térmicas dos filmes biodegradáveis, também foram avaliadas. Para avaliar as propriedades mecânicas, de barreira e óptica dos filmes em um armazenamento em condições reais, foram avaliados no dia 0 (sem a manteiga orgânica) e no dia 60 (a 5 oC e em contato com a manteiga orgânica), observando se o armazenamento refrigerado influencia as propriedades dos filmes. A eficiência como embalagem ativa com ação antioxidante foi avaliada pelos valores de índice de peróxido da manteiga orgânica, a degradação da cor, os teores de fenóis totais e DPPH dos filmes durante a estocagem e a eficiência com ação antimicrobiana foi avaliada pelo teste de halo de inibição para S. aureus, B. cereus e E. coli. Em geral, a resistência à tração dos filmes, o módulo elástico, a permeabilidade ao vapor de água e a opacidade aumentaram e a elongação máxima diminuiu durante o armazenamento refrigerado com manteiga. Todos os filmes tenderam para as cores amarela e verde, provenientes dos extratos. Os tipos dos extratos não produziram efeitos significativos para a luminosidade. A concentração do extrato não gerou diferença significativa na cor dos filmes. Os extratos não alteraram a estabilidade térmica dos filmes. Os filmes apresentaram propriedades mecânicas, de barreira, ópticas e térmicas adequadas para uso como embalagem ativa para manteiga orgânica. As embalagens biodegradáveis ativas diminuíram significativamente a oxidação da manteiga orgânica embalada, durante 60 dias de armazenamento e depois da avaliação da vida de prateleira. Os melhores resultados foram obtidos para os filmes contendo 1% de extrato de alecrim. Os filmes mais efetivos para inibir o crescimento microbiano, principalmente para a E. coli foram com os extratos de erva-mate e de alecrim. O desenvolvimento de embalagem ativa antioxidante do presente estudo pode ser utilizado para embalar manteiga orgânica, a fim de retardar a sua oxidação, e consequentemente, aumentar a segurança alimentar e manter a estabilidade do produto embalado. Palavras-chave: embalagens ativas; extrusão; antimicrobianos; alecrim, chá verde, erva-mate, vida de prateleira e segurança alimentar.Abstract: In order to improve the quality of packed products and to reduce consumption of conventional plastic packaging new materials have been researched such as biodegradable films formulated with raw materials derived from renewable sources. The aim of this work was to develop active biodegradable packaging, polybutylene adipate co-terephthalate (PBAT) containing rosemary, green tea or yerba mate extracts. The biodegradable film for packaging production were produced by blow balloon extrusion and studied the influence of the extract concentration and the variety of starch (pine nuts and cassava) on the mechanical, water steam barrier and optical properties of films. The regression models that predict these properties and their surfaces response were generated. Surface characteristics and thermal properties of biodegradables films were also evaluate. The mechanical, optical and barrier properties of films stored in real conditions were evaluated in day 0 (no organic butter) and day 60 (at 5 oC and in contact with organic butter), observing if the refrigerated storage influences the properties of films. The efficiency as active packaging with antioxidant activity was evaluated by peroxide index values from organic butter, color fading, total phenolic content and DPPH of films during storage and efficiency with antimicrobial activity was assessed by inhibition zone test against S. aureus, B. cereus and E. coli. In general, the tensile strength of films, the elastic modulus, permeability to water steam and opacity increased and maximum elongation decreased during refrigerated storage with butter. All films tended to yellowish and greenish, due to the extracts addition. The extracts varieties didn't produce significant effects on the brightness. The concentration of the extract didn't generate significant difference on the films color. The extracts didn't affect the thermal stability of films. Films presented mechanical, optical, barrier and thermal properties suitable for use as an active packaging for organic butter. Active biodegradable packaging significantly decreased the oxidation of packed organic butter during 60 days of storage and after shelf life evaluation. The best results were obtained from the films containing 1% of rosemary extract. The most effective films to inhibit microbial growth were with yerba mate and rosemary extracts, especially for E. coli. The development of antioxidant active packaging from this study may be used to pack organic butter in order to delay oxidation, and therefore, to improve food safety and to maintain the stability of the packed product. Keywords: active packaging; extrusion; antimicrobials; rosemary, green tea, yerba mate, shelf life and food safety