Produção e caracterização de filmes de amido de mandioca, quitosana e glicerol com incorporação de óleo essencial de orégano

O crescente acúmulo de lixo não-biodegradável, aliado às dificuldades de reciclagem da maioria das embalagens sintéticas, são uns dos grandes problemas ambientais da atualidade. Diversas alternativas têm sido buscadas para minimizar o impacto ambiental causado pelos polímeros convencionais, sendo uma delas o uso de polímeros biodegradáveis. Dentre eles, o amido e a quitosana vem sendo propostos como matérias-primas formadoras de filmes com futuro promissor. Ao mesmo tempo, estudos epidemiológicos têm demonstrado a necessidade de proteger os alimentos contra contaminações, bem como os consumidores contra toxinfecções causadas por bactérias patogênicas de origem alimentar. Deste modo, o uso de filmes flexíveis com incorporação de antimicrobianos (como o óleo essencial de orégano (OEO)) tem despertado um grande interesse, por promoverem uma melhora na segurança e vida útil dos alimentos. Neste contexto, o trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira, foram produzidos biofilmes com diferentes teores de amido de mandioca, quitosana e glicerol, pelo processo de extrusão, e avaliados quanto às propriedades mecânicas, de barreira ao vapor de água e opacidade. O filme com formulação de 77% de amido, 5% de quitosana e 18% de glicerol apresentou melhores características mecânicas e menor permeabilidade ao vapor de água (PVA), sendo selecionado para os estudos subseqüentes. Na segunda etapa foi realizada a incorporação do OEO (0,1; 0,5 e 1,0%) na formulação escolhida. Os filmes resultantes foram caracterizados quanto às propriedades antimicrobiana, mecânicas, de barreira, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e termogravimetria (TGA). Observou-se que, além da adição de OEO possibilitar a ação antimicrobiana, também colaborou com melhorias nas propriedades de barreira de filmes de amido de mandioca-quitosana. A análise de espectroscopia no infravermelho sugeriu compatibilidade entre amido e quitosana. A estabilidade térmica dos filmes não foi afetada pela adição de quitosana e/ou OEO. Na terceira etapa foi investigada a influência das variáveis do processo de extrusão: temperatura na matriz (120, 130 e 140ºC) e velocidade do parafuso (25, 35 e 45 rpm), em filmes de amido-quitosana-OEO. As propriedades mecânicas, de barreira, opacidade e estiramento transversal dos filmes foram determinadas. Os resultados demonstraram que as variáveis afetaram significativamente as propriedades dos filmes, acarretando mudanças em suas características e afetando potencialmente suas performances. Portanto, para possibilitar a permanência dos biofilmes dentro dos padrões do mercado, torna se imprescindível aprofundar os conhecimentos em torno do assunto e desenvolver processos adequados, para que haja êxito na utilização de novos biopolímeros.The accumulation of non-biodegradable garbage together with difficulties in the recycling of most of the synthetic packaging is one of the major environment problems at the time. Several alternatives have been sought to minimize the environmental impact caused by conventional polymers, and one of them is the use of biodegradable polymers. Among these, starch and chitosan are promising as raw materials for film forming. At the same time, epidemiological studies have demonstrated the need to protect the food against contamination as well as the consumer against infection by foodborne pathogenic bacteria. Thus, the use of flexible films with the addition of antimicrobials (such as oregano essential oil (OEO)) has attracted greater interest by promoting an improvement in safety and shelf life of foods. In this context, this work was divided into three stages. At first, biofilms with different levels of cassava starch, chitosan and glycerol were produced by extrusion and evaluated by mechanical, water vapor barrier and opacity properties. The film formulated with 77% starch, 5% chitosan and 18% glycerol showed better features to protect the food during handling and prevent or at least reduce the moisture transfer between the food and the enviromental. The second stage was performed incorporating the OEO (0.1, 0.5 and 1.0%) in the film chosen before. The resulting films were characterized by antimicrobial, mechanical, thermal and barrier properties and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The OEO addition not only offers the antimicrobial efficiency, but also improve the water vapor barrier properties of cassava starch-chitosan films. Analysis of infrared spectroscopy suggested compatibility between starch and chitosan components. Thermal stability of starch films was not affected by chitosan and OEO addition. In the third stage, the influence of extrusion process variables (die temperature 120, 130 and 140ºC and speed screw 25, 35 and 45 rpm) in starch-chitosan-OEO films was investigated. Mechanical, barrier, opacity and transversal stretching properties of films were determined. The results showed that extrusion process variables significantly affect the properties of films, causing changes in its characteristics and potentially affecting their performance. Therefore, to make possible the permanence of biofilms within the market standards, it is essential to increase knowledge about this subject and to develop the proper techniques in order to ensure success in new biopolymers uses