Revestimentos edíveis sustentáveis com atividade antimicrobiana

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (especialização em Tecnologia Química e Alimentar)Nos últimos anos, o interesse pelo uso de biopolímeros biodegradáveis para aplicação em embalagens de alimentos tem aumentado, principalmente na produção de embalagens ativas, como revestimentos comestíveis com compostos ativos incorporados. Os revestimentos comestíveis ativos, produzidos a partir de materiais biológicos, como proteínas, polissacarídeos e lípidos, são uma tecnologia ambientalmente correta que oferece vantagens substanciais no aumento da vida útil e na melhoria da qualidade e segurança alimentar de frutas e vegetais, atuando como uma barreira contra a difusão de gases e, retardando, ainda, a deterioração e crescimento superficial de bactérias, leveduras e bolores numa ampla gama de produtos. Além do mais, os surtos microbiológicos de origem alimentar e a atual pandemia de coronavírus (SARS-CoV2) são um sério problema de saúde pública. Dados e pesquisas experimentais mostraram que compostos de origem natural, como ácidos fenólicos e flavonóides, têm potencial antiviral promissor, no entanto ainda não existem estudos sobre a eficácia de revestimentos ativos contra este vírus. Assim, surgiu a motivação para este trabalho, onde se pretende avaliar a eficácia de revestimentos ativos comestíveis contra o coronavírus e na preservação e aumento do tempo de prateleira de peras. Neste sentido, esta dissertação visa o desenvolvimento de três revestimentos à base de alginato de sódio e de éster de sacarose com compostos ativos incorporados, nomeadamente o ácido gálico, o geraniol, e o extrato de chá verde. Estes revestimentos foram avaliados em termos de capacidade antiviral contra o coronavírus, e em paralelo determinou-se a sua atividade antioxidante. A partir dos testes antioxidantes concluiu-se que o ácido gálico apresenta uma maior capacidade antioxidante, e, a partir dos testes antivirais, determinou-se que o ácido gálico é o composto ativo mais eficaz, na concentração crítica de 12,5 g/L, pelo que se usou esta condição em posteriores testes antibacterianos, contra a Escherichia coli e Staphylococcus aureus, nos quais apresentou um efeito inibitório forte, e em testes de tempo de prateleira. Neste último, o revestimento à base de 10 g/L de alginato, 5 g/L de éster de sacarose (m/v) e 12,5 g/L de ácido gálico foi aplicado em peras, nas quais se procedeu à análise da sua variação de massa, firmeza, teor de acidez titulável, pH, conteúdo de sólidos solúveis e aparência ao longo de 45 dias de armazenamento. Constatou-se que o revestimento ativo não teve efeito no prolongamento do tempo de prateleira nem na melhoria dos seus atributos de qualidade, provavelmente devido a fatores externos.In recent years, the interest in the use of biodegradable biopolymers for food packaging applications has increased, particularly in the production of active packaging, such as edible coatings with embedded active compounds. Active edible coatings, produced from bio-based materials such as proteins, polysaccharides and lipids, are an environmentally friendly technology that offers substantial advantages in increasing the shelf-life and improving the quality and food safety of fruits and vegetables by acting as a barrier against mass diffusion (moisture and gases) and also by retarding spoilage and surface growth of bacteria, yeasts and molds on a wide range of products. Furthermore, food-borne microbiological outbreaks and the current coronavirus pandemic (SARS-CoV2) are a serious public health problem. Some works have shown that compounds of natural origin, such as phenolic acids and flavonoids, have promising antiviral potential, however, there are still no studies on the efficacy of active coatings against this virus. Thus, the motivation for this work arose, where it was intended to evaluate the efficacy of edible active coatings against coronavirus and in the preservation and increasing of pears’ shelf life. In this sense, this dissertation aimed to evaluate three coatings based on sodium alginate and sucrose ester incorporated with active compounds, namely gallic acid, geraniol, and green tea extract. These coatings were evaluated in terms of their antiviral ability against coronavirus SARS-CoV2, and, in parallel, their antioxidant activity was determined. From the antioxidant tests, it was concluded that gallic acid has the highest antioxidant capacity, and from the antiviral tests it was determined that gallic acid is the most effective active compound at the critical concentration of 12,5 g/L, so this condition was used in further antibacterial tests, against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, in which it showed a strong inhibitory effect, and in shelf-life tests. In this latter, the coating based on 10 g/L alginate, 5 g/L sucrose ester and 12,5 g/L gallic acid was applied to pears, which were analyzed for their change in mass, firmness, titratable acidity content, pH, soluble solids content and appearance over 45 days of storage. It was found that, probably due to external factors, the active coating had no effect in extending shelf life or improving their quality attributes