Síntese de filmes ativos para embalagens a partir de compósitos goma/álcool polivinílico de Lepidium sativum e sua aplicação na conservação de queijo cheddar
Scientific Reports volume 13, Artigo número: 1647 (2023) Citar este artigo
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O interesse em embalagens ativas para prolongar a vida útil dos alimentos tem aumentado ultimamente. Além disso, o impacto negativo dos resíduos plásticos sintéticos no ambiente motivou os investigadores a procurar alternativas de base biológica. Nesse contexto, foram elaborados filmes para embalagens ativas constituídos por um compósito composto por extrato de Lepidium sativum (LSE), álcool polivinílico (PVA) e uma quantidade fixa de poliamida amina hiper-ramificada (PAMAM). As propriedades químicas, térmicas e mecânicas do filme foram investigadas. Além disso, examinamos os constituintes e propriedades antioxidantes do extrato. Amostras de queijo Cheddar foram revestidas com filmes de diferentes composições. As amostras revestidas com filmes de embalagem ativa apresentaram um tempo de preservação mais longo, de até 4 semanas, em comparação com outras amostras, que se deterioraram visivelmente. Os filmes mostraram potente atividade antimicrobiana contra cinco bactérias de origem alimentar: três bactérias gram-negativas, incluindo Escherichia coli O157.H7, Pseudomonas aeruginosa e Salmonella Typhimurium, e duas bactérias gram-positivas, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus. A aplicação de filmes de PVA contendo LSE melhorou a qualidade microbiológica e retardou a deterioração visível do queijo cheddar. A oxidabilidade da gordura extraída de diferentes amostras de queijo foi de 0,40 a 0,98, confirmando a resistência à oxidação. Finalmente, amostras de queijo revestidas com filmes tratados foram protegidas da formação de gorduras trans em comparação com outras amostras, demonstrando a eficácia dos filmes modificados como embalagens antioxidantes, antimicrobianas e conservantes de alimentos.
Os materiais de embalagem baseados em recursos biológicos são de interesse crescente como alternativas sustentáveis aos polímeros à base de petróleo que produzem enormes quantidades de resíduos plásticos. Esforços têm sido feitos para desenvolver materiais de embalagem biodegradáveis com propriedades comparáveis às dos materiais sintéticos1,2. Investigadores e produtores de embalagens da indústria alimentar estão a investigar alternativas abundantes, de baixo custo e biodegradáveis às embalagens plásticas para reduzir as emissões de CO23. As plantas contêm compostos benéficos biologicamente ativos usados nas indústrias farmacêutica, alimentícia ou cosmética. Esses compostos incluem fenóis e flavonóides que possuem propriedades antimicrobianas e antioxidantes. Eles podem ser usados em embalagens de alimentos como revestimento comestível3 ou como filme de embalagem para prolongar a vida útil dos alimentos e evitar que se estraguem5. Lepidium sativum, ou semente de agrião, é um membro da família Cruciferae que cresce no Egito, na Europa e em outras partes do mundo4. As sementes têm sido utilizadas na medicina tradicional para tratar hepatotoxicidade, asma, fraturas, hiperglicemia e enurese7,8. A goma de L. sativum pode ser extraída como extrato de L. sativum (LSE) usando solventes como água, etanol e CO2 supercrítico. Os resultados do fracionamento dos hidrocolóides extraídos demonstraram que as frações apresentavam diferentes propriedades físico-químicas e funcionais5,6,7,8. Além disso, foi realizada investigação da composição de açúcares, teor de ácido urônico, grupos funcionais e pesos moleculares8. O fracionamento passo a passo usando água ilustrou que a composição química, incluindo monossacarídeos, umidade, cinzas, nitrogênio, carbono e níveis de ácido urônico, das frações variava significativamente. As aplicações potenciais das frações de goma de semente de agrião estão em emulsões alimentícias e sistemas de espuma como espessante e estabilizante.
O queijo é um alimento popular pronto para consumo, consumido sem tratamento térmico, e seu valor nutricional depende principalmente das características do leite e da tecnologia de produção. Nutrientes essenciais, incluindo proteínas, peptídeos bioativos, aminoácidos, gordura, ácidos graxos (AGs), vitaminas e minerais, são encontrados no queijo9. A gordura do leite é a gordura mais complexa da dieta humana, pois contém > 400 AG distintos10. No entanto, os ácidos graxos saturados (SFAs) são a classe predominante de ácidos graxos na gordura do leite e incluem ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), ácidos graxos de cadeia média e longa, bem como ácidos graxos ímpares10,11. A melhor fonte de FAs trans naturais, como ácido vacênico (trans11 C18.1) e ácido linoléico conjugado (cis9 trans11 C18.2), é a gordura do leite, e estes apresentam propriedades favoráveis em comparação com FAs trans artificiais em óleos parcialmente hidrogenados12.