Desenvolvimento e Aplicação de Filmes Ativos Antimicrobianos e sua Valorização Pós-Consumo para Obtenção de Bioproduto de Valor Agregado

Abstract

As embalagens ativas (EA) são sistemas que promovem o aumento da vida útil dos produtos através da sua interação com os alimentos, bem como da capacidade de alterar a atmosfera circundante. Dentre as funções dessas EA, as características antimicrobianas são fundamentais para a preservação dos alimentos e podem ser obtidas através de constituintes ativos como, por exemplo, os óleos essenciais que são compostos naturais e que geralmente apresentam baixa toxicidade. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver filmes poliméricos a partir das matrizes de amido de araruta, poliacetato de vinila (PVA) e poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT), aditivados com óleo essencial de cravo (OC), visando sua aplicação na conservação de alimentos e a bioconversão de seus resíduos pós-consumo em enzimas de valor agregado, seguindo os princípios da economia circular. Inicialmente, avaliou-se o potencial antimicrobiano do OC a partir do teste de disco-difusão, em que se comprovou a presença de halos de inibição para as bactérias Escherichia coli (1,94 cm) e Staphylococcus aureus (1,56 cm), bem como para diferentes espécies de fungos (2,07 cm). Em seguida, verificou-se que o OC também possui um potencial antioxidante, pelo método de 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), visto que apresentou uma inibição dos radicais livres de DPPH igual a 94,95%. Diante dessas características, foram produzidos diferentes filmes poliméricos, variando-se a proporção do aditivo nas matrizes supracitadas, com intuito de verificar a estabilidade dos materiais. A partir das análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e termogravimétrica (TGA), foi observado que a presença do OC não influenciou, respectivamente, para formação de novos picos nos espectros de FT-IR e para estabilidade térmica dos materiais. A partir disso, os estudos seguiram com os filmes aditivados com a maior proporção de OC (15% massa de óleo/massa de polímero), sendo esses caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio mecânico de tração. Ademais, constatou-se que os filmes de amido e PBAT apresentaram maiores taxas de permeabilidade ao vapor d’água quando comparados aos filmes de PVA. Após a caracterização dos filmes desenvolvidos, esses foram aplicados como EA de pães e queijos. Para comprovar as eficiências antimicrobianas dessas embalagens, foram quantificados por unidades formadoras de colônia (UFC) os micro-organismos presentes nos alimentos, pelos fungos nos pães e pela E. coli no queijo, durante 21 e 13 dias de acondicionamento, respectivamente. Diante dos resultados obtidos, observou-se que os filmes incorporados com 15% de OC, para todas as matrizes poliméricas, apresentaram menores índices de crescimento microbiano, em relação aos filmes puros (sem OC). Após o uso, os resíduos das embalagens de amido, PVA e PBAT foram submetidos à biodegradação e bioconversão em meio líquido, utilizando os micro-organismos Penicillium expansum, Penicillium simplicissimum e Candida robusta. Os processos foram conduzidos sob diferentes condições experimentais, visando a utilização de meios de cultivo de baixo custo e a maior produção enzimática. Os resíduos de amido foram eficientemente biodegradados em meio de água acidificada, utilizando P. expansum, o que resultou em uma atividade enzimática de amilase em torno de 12.050 U∙mL-1 após 14 dias de bioconversão. Para os resíduos de PVA e PBAT, foram observadas atividades lipolíticas, em torno de 2,33 e 3,56 U·mL-1, após 28 dias de bioconversão dos sistemas empregando meio Sabouraud e P. expansum. Logo, pode-se afirmar que os filmes desenvolvidos apresentam potencial para aplicação em EA alimentícias sustentáveis, contribuindo para o aumento da vida útil dos alimentos. Além disso, a biodegradação e bioconversão dos resíduos em enzimas de valor agregado reforçam a importância ambiental e econômica do sistema proposto, que se alinham aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU e ao conceito de economia circular.