Attribution de sous porteuses dans l'approche A

As embalagens sintéticas têm ocasionado problemas sérios ao meio ambiente por não serem biodegradáveis (PINHEIRO et al., 2010). Nos últimos anos, a crescente preocupação com os aspectos relacionados ao meio ambiente e a diminuição dos recursos fósseis, tem despertado o estudo dos biopolímeros ou polímeros biodegradáveis. Esta evolução tem motivado tanto a pesquisa acadêmica quanto a industrial no desenvolvimento de novos materiais rotulados de “ambientalmente amigáveis ou ambientalmente corretos”, materiais produzidos de fontes alternativas, com menor consumo de energia, biodegradáveis e atóxicos para o meio ambiente (BORDES, POLLET e AVÉROUS, 2009). A extensão da vida útil é

de interesse para a indústria alimentícia, pois é um problema de importância econômica e de saúde pública. Embora alguns conservantes sintéticos sejam muito eficientes no aumento da vida útil, somente alguns compostos são aprovados para ser utilizados na indústria de alimentos. As principais preocupações destas aplicações consistem nos seus potenciais carcinogênicos e de toxicidade, e se eles podem ocasionar benefícios ou malefícios. Nesse sentido, numerosos estudos têm- se centrado sobre os ingredientes naturais para a conservação de alimentos. Os revestimentos comestíveis consistem em uma tendência na aplicação em operações de embalagem de alimentos com o objetivo de substituir, pelo menos parcialmente, conservantes químicos tradicionais (HUANG et al., 2012).

Os revestimentos/filmes comestíveis a base de polímeros biodegradáveis têm sido utilizado com o objetivo de minimizar os efeitos da deterioração dos alimentos, incluindo a perda de água, o crescimento microbiano, o escurecimento enzimático, entre outros (GERALDINE et al., 2008). Estes também podem funcionar como portadores de aditivos alimentares, por exemplo, como agentes antimicrobianos e antioxidantes, sabores, corantes e especiarias (PRANOTO, RAKSHIT e SALOKHE, 2005). Ademais, a utilização de revestimentos ou filmes a base de polímeros naturais e em aditivos reconhecidos como seguros têm crescido na indústria alimentar (PINHEIRO et al., 2010).

Diante deste cenário, tem-se investido cada vez mais na utilização de biopolímeros naturais, os quais constituem uma fonte alternativa ao uso de polímeros sintéticos devido à sua biodegradabilidade. Nesse âmbito, os revestimentos comestíveis tem tido destaque, visto que além de constituírem uma fonte biodegradável, estes têm sido empregados como novas fontes alternativas para aumentar a vida de prateleira dos alimentos.

Dessa forma, diversos materiais têm sido utilizados na produção de revestimentos/filmes comestíveis. Esses materiais caracterizam-se por serem estruturalmente complexos e por apresentar uma versatilidade funcional, podendo ser classificados como polissacarídeos (amido, derivados de amido, celulose, hemicelulose, pectina, alginato), proteínas (gelatina, caseína, glúten de trigo, zeína, proteína de soja) e lipídios (cera de abelha, monoglicerídeos acetilados, alcoóis graxos, ácidos graxos). Os componentes menores incluem normalmente polióis, os quais atuam como plastificantes (glicerol, polietileno glicol, sorbitol, por exemplo) ou compostos ácido/base utilizados na regulação do potencial hidrogeniônico (pH), tais

como: ácido acético e ácido lático (BRAVIN, PERESSINI e SENSIDONI, 2006; PINHEIRO et al., 2010; FALGUERA et al., 2011). Ademais, os revestimentos podem incorporar diversos compostos para influenciar as suas características mecânicas, protetoras, sensoriais e nutritivas, funcionando como veículos para a incorporação de aditivos alimentares na superfície dos alimentos, tanto para evitar o crescimento microbiano, como para favorecer as características organolépticas e nutricionais do produto (KESTER e FENNEMA, 1986).

Nesse contexto, dentre os materiais a serem utilizados como revestimentos, destacam-se os polissacarídeos e as proteínas, especialmente os biopolímeros de quitosana e de gelatina, os quais apresentam um conjunto de características que os dão prerrogativas para serem utilizados em diversas aplicações.

3.6 Revestimentos Comestíveis a Base de Quitosana e de Gelatina

3.6.1 Quitosana

A quitosana, [β -(1,4)-2-amino-2-desoxi-D-glicopiranose], constitui um polissacarídeo natural, que é um derivado parcialmente desacetilado da quitina, a segunda maior fonte de hidratos de carbono da Terra (MUZZARELLI et al., 2012). A Figura 8 abaixo ilustra a representação esquemática da estrutura primária da quitosana. O quitosano não é apenas uma unidade química única e definida, mas sim uma família de polissacarídeos que apresentam variedade entre si na sua composição e tamanho molecular (SANTOS, 2006).

Figura 8 – Representação esquemática da estrutura primária da quitosana.

Fonte: ASSIS e BRITTO, 2008.

A quitosana é insolúvel em água, porém forma soluções viscosas em vários ácidos orgânicos, sendo solúvel em ácidos diluídos, tais como: ácidos acético, fórmico, lático, entre outros (PARK, MARSH e RHIM, 2002; SANTOS, 2006). O ácido acético tem sido utilizado continuamente na produção de filmes/revestimentos de quitosana (CANER, VERGANO e WILES, 1998), no entanto, tem conferido forte sabor ácido e aroma aos alimentos nos quais é utilizado. O ácido lático tem sido usado ao invés do ácido acético, pois possui sabor e aroma mais fraco. (FORERO, 2001 apud CASARIEGO et al., 2008).

O quitosano é descrito em termos de grau de desacetilação e peso molecular médio. A sua relevância consiste nas suas propriedades antimicrobianas em conjunto com a sua cationicidade e propriedades de formação de película (ESALBEE e ABDOU, 2013). A presença de grupos amino e a possibilidade de se ionizarem positivamente é uma característica deste polissacarídeo (SANTOS, 2006).

A quitosana consiste em um polímero biocompatível e biodegradável derivado de fontes naturais com várias aplicações em diversos campos, e uma das áreas de destaque são o ramo dos filmes e revestimentos comestíveis. Os materiais à base de quitosano podem ser utilizados como filmes/revestimentos, devido à sua propriedade única de aumento da viscosidade após a hidratação. Os filmes de quitosana são resistentes, de longa duração, flexíveis e de difícil quebra. A maioria das propriedades mecânicas desse tipo de filme é comparável ao de muitos polímeros comerciais de força média. Este biopolímero apresenta propriedades antibacterianas e antifúngicas que o qualifica para a proteção de produtos alimentícios. (CERQUEIRA et al., 2010; ELSABEE e ABDOU, 2013).

Na indústria alimentar, a quitosana propicia uma ampla gama de aplicações, tais como: agente antimicrobiano, como polímero na formação de filmes biodegradáveis, no tratamento de água e como agentes emulsificante e estabilizante, enfocando-se na sua capacidade quanto à manutenção da qualidade microbiológica do alimento (BORGOGNONI, POLAKIEWICZ e PITOMBO, 2006). Além disso, o efeito dos revestimentos a base de biopolímeros de quitosana sobre a vida de prateleira em pescado têm sido investigado (GÓMEZ-ESTACA et al., 2010; SOUZA et al., 2010; MOHAN et al., 2012, HUANG et al., 2012).

3.6.2 Gelatina

A gelatina consiste em uma mistura de peptídeos e proteínas produzidos por hidrólise parcial do colágeno. O colágeno e a gelatina são diferentes formas da mesma macromolécula, sendo possível descrevê-la como o colágeno hidrolisado. Ela é obtida a partir da pele, do tecido conjuntivo branco e dos ossos de animais. Além disso, compreende um dos biopolímeros mais populares, possuindo aplicabilidade na área de alimentos, de produtos farmacêuticos, de cosméticos, entre outros. Na indústria alimentícia, a gelatina é utilizada como um ingrediente para melhorar a elasticidade, a consistência e a estabilidade dos produtos alimentícios, como agentes emulsionantes e espumantes, podendo ser usado na produção de geléias, produtos de confeitarias, filmes comestíveis, encapsulamento, clarificação de sucos de frutas, processamento de laticínios, sopas, etc (MONTERO e GÓMEZ-GUILLÉN, 2000; GÓMEZ-GUILLÉN et al., 2011; SHAKILA et al., 2012). A Figura 9 abaixo representa a estrutura básica da gelatina.

Figura 9 – Estrutura básica da gelatina.

Fonte: SMITHA et al. (2007).

Em todo o mundo, o volume anual de gelatina utilizada na indústria alimentar é significativamente considerável e crescente. A gelatina é utilizada não apenas pelas suas propriedades funcionais, mas também para elevar o teor de proteína dos produtos alimentícios, podendo funcionar como um filme externo para a proteção contra desidratação, luz e oxigênio. A qualidade da gelatina de grau alimentício, entretanto, depende das suas propriedades reológicas, principalmente viscosidade e força gel. Porém, também é determinada por outras características, tais como: cor, transparência, sabor/flavor e pela facilidade de dissolução (MONTERO e GÓMEZ- GUILLÉN, 2000).

A gelatina apresenta propriedades mecânicas adequadas, baixo custo de produção, disponibilidade e abundância de matéria-prima, propriedades de barreira eficientes contra lipídios e elevada capacidade de formação de filme (GÓMEZ- GUILLÉN et al., 2011; PEREDA et al.; 2011). Além disso, é um biopolímero biodegradável de elevada aplicabilidade, e a sua utilização é fortemente recomendada no desenvolvimento de filmes comestíveis. A sua elevada capacidade de ligação com a água resultando em um intumescimento do filme, sua possível dissolução durante o contato do meio aquoso com o produto alimentício, bem como as fracas propriedades de barreira à umidade, são as principais limitações (GÓMEZ- GUILLÉN et al., 2011).

3.7 Plastificantes

Os filmes e revestimentos podem ser produzidos por uma ampla gama de produtos, tais como: polissacarídeos, proteínas, lipídios, resinas, com o acréscimo de plastificantes e surfactantes (PINHEIRO et al., 2010).

Na maioria dos casos, os plastificantes constituem elementos importantes para os filmes e revestimentos comestíveis, em particular para os polissacarídeos e as proteínas. Estas estruturas de filmes são freqüentemente duras e quebradiças em virtude das intensas interações entre as moléculas do polímero. Nesse contexto, os elementos plastificantes consistem em agentes de baixo peso molecular que incorporados aos materiais poliméricos formadores de filmes, reduzem a temperatura de transição vítrea dos polímeros. Os plastificantes são agentes capazes de se posicionar entre as moléculas do polímero, interferindo com as interações polímero-polímero e originando uma maior flexibilidade e capacidade de processamento. Os plastificantes podem aumentar o volume livre das estruturas poliméricas ou a mobilidade molecular das moléculas do polímero. Estas propriedades sugerem que os plastificantes reduzem a proporção de regiões cristalinas em relação às amorfas, diminuindo a temperatura de transição vítrea. A incorporação de plastificantes influencia não apenas o módulo da elasticidade e de outras propriedades mecânicas, mas também na resistência dos filmes/revestimentos à permeabilidade a vapores e a gases (PINHEIRO et al., 2010; HAN e GENNADIOS, 2005).

Os plastificantes, em sua maioria, constituem elementos muito hidrofílicos e higroscópicos, podendo atrair moléculas de água e formar um grande complexo hidrodinâmico água-plastificante. Para os filmes/revestimentos a base de polissacarídeos e de proteínas, os plastificantes interrompem as pontes de hidrogênio inter e intra-moleculares, aumentando a distância entre as moléculas do polímero e reduzindo desta maneira a proporção de regiões cristalinas em relação às amorfas. A molécula de água constitui um dos plastificantes mais eficazes na composição dos filmes/revestimentos, porém pode ser facilmente perdido por desidratação a uma umidade relativamente baixa. Logo, a adição de plastificantes químicos para filmes/revestimentos hidrofílicos pode minimizar a perda de água por desidratação, aumentando a quantidade de água de ligação, e mantendo uma elevada atividade de água (PINHEIRO et al., 2010; HAN e GENNADIOS, 2005).

Além da água, Han e Gennadios (2005) mencionam diversos outros materiais que podem ser utilizados como elementos plastificantes na composição de filmes/revestimentos comestíveis, tais como: glicerina (glicerol), propilenoglicol, sorbitol, sacarose, polietilenoglicol, xarope de milho. Além disso, infere-se ainda que, na literatura, diversos autores têm incorporado plastificantes na composição dos filmes/revestimentos comestíveis (SOTHORNVIT e KROCHTA, 2000; SOTHORNVIT e KROCHTA, 2001; RIBEIRO, 2005; BRAVIN, PERESSINI e SENSIDONI, 2006; RIBEIRO et al., 2007; CASARIEGO et al., 2008; CERQUEIRA et al., 2010; LIMA et

al., 2010; MARTINS et al., 2010; NOWZARI, SHÁBANPOUR e OJAGH, 2013;

COZMUTA et al., 2015).