Filme ativo multifuncional: ações antiescurecimento e antimicrobiana para conservação de vegetais minimamente processados

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013Diversas estratégias de conservação de vegetais minimamente processados (VMP) são empregadas, para a manutenção das características sesoriais e de qualidade, sendo destacado o uso de embalagens ativas, para retardar reações de escurecimento enzimático e microbiológicas. Neste contexto, foram elaborados filmes de Poli (cloreto de vinila) (PVC) com propriedades antiescurecimento e antimicrobianas, atribuídas pela adição de aditivo misto (AM) contendo metabissulfito de potássio puro (MK) e encapsulado (MKE) com o estudo do efeito sobre parâmetros de qualidade em maçãs minimamente processadas. O processo de encapsulação foi realizado pelo metodo sol-gel e os filmes de PVC obtidos por processo de extrusão industrial foram produzidos utilizando proporções de 0,1 % (p/p) (F01), 1,0 % (p/p) (F1) e 2,0 % (p/p) (F2) de AM (MK e MKE), além do filme controle (FC). O MKE foi química e morfologicamente caracterizado, bem como as propriedades mecânicas e térmicas dos filmes foram analisadas. Maçãs minimamente processadas foram elaboradas, acondicionadas nos filmes durante vinte dias de estocagem em diferentes temperaturas e a qualidade foi avaliada quanto às variações de cor, microbiológica e caracterização química. Os resultados mostraram o aumento da resistência térmica do aditivo para o MKE, sem interferir nas condições de processamento dos filmes. Parâmetros cinéticos mostraram que o aditivo puro apresentou ação inibitória, diminuindo as velocidades específicas de crescimento de S. aureus e E. coli e que o aditivo encapsulado é liberado gradativamente, apresentando uma redução de crescimento mais ao final do ciclo de crescimento dos micro-organismos. Não foram verificadas melhorias nas propriedades mecânicas dos filmes, já que a incorporação do aditivo diminuiu a resistência à tração, porém as propriedades térmicas foram preservadas. O índice de escurecimento das maçãs minimamente processadas foi menor para as amostras acondicionadas nos filmes F1 e F2 e o percentual de inibição nestes casos foi maior. O tratamento F2 promoveu a redução média de um ciclo log ao longo do período de estudo, comprovando o efeito inibitório do aditivo. Foi verificada a influência da temperatura nas velocidades de degradação enzimática e microbiológica, através dos cálculos da energia de ativação, com efeito inibitório superior quando foi avaliado o filme F2, onde as reações foram mais lentas. Os índices de qualidade revelaram que a perda de massa das amostras foi afetada pelos filmes com maior concentração do aditivo, nas temperaturas mais altas e ao longo do tempo de armazenamento. Os resultados mostraram efeito satisfatório na manutenção de cor e qualidade microbiológica bem como segurança toxicológica das maçãs minimamente processadas se mantidas até 12 dias à 8 ºC utilizando o filme F2, o que resultou em aumento na vida de prateleira do alimento. Sendo assim, pode-se afirmar que os filmes ativos multifuncionais são uma boa alternativa para a conservação de maçãs minimamente processadas. Several conservation strategies for minimally processed vegetables (MPV) are employed to maintain the sensorial characteristics and quality, and emphasizing the use of active packaging, to slow enzymatic browning and microbiological reactions. In this context, Poly Vinyl Chloride films (PVC) were prepared with antimicrobial and antibrowning properties, attributed to the addition of a mixed additive (MA) containing pure (MK) and encapsulated (MKE) potassium metabisulfite and study its effect on quality parameters in minimally processed apples. The encapsulation process was performed by the sol-gel method and the PVC films were produced using proportions of 0.1% (w/w) (F01), 1.0% (w/w) (F1) and 2.0% (w/w) (F2) of MA (MK and MKE), besides the control film (FC) for industrial extrusion process. The MKE was chemically and morphologically characterized, and the mechanical and thermal properties of the films were analyzed. Minimally processed apples were prepared and packed in films for twenty days of storage at different temperatures and the quality was evaluated for changes in color, microbiological and chemical characterization. The results showed increased thermal resistance of the MKE, preserving the original characteristics without interfering on processing conditions of the films. Kinetic parameters showed that the pure additive showed inhibitory action, decreasing the specific growth rates of S. aureus and E. coli and that the encapsulated additive is released gradually, showing a reduction of growth towards the end of the cycle. No improvements were observed in the mechanical properties of the films, since the incorporation of the additive decreased the tensile strength, but the thermal properties were preserved. The rate of browning of minimally processed apples was lower for samples packaged in F1 and F2 films and the percentage of inhibition was greater in theses cases. The F2 treatment caused a reduction of an average log cycle over the period of study, demonstrating the inhibitory effect of the additive. The influence of temperature on microbial and enzymatic degradation rates was verified through calculations of the activation energy, with higher inhibitory effect when the F2 film was evaluated, where the reactions were slower. The quality scores revealed that the mass loss of the samples was affected by the films with a higher concentration of the additive at higher temperatures and over storage time. The results therefore showed satisfactory effect on maintaining color and microbiological and toxicological safety of minimally processed apples kept during 12 days at 8 ° C using the F2 film, resulting in increased shelf life of the food. Thus, one can say that movies multifunctional assets are a good alternative for the conservation of minimally processed apples