Síntese de filmes de embalagens ativas de compósitos de goma Lepidium sativum/álcool polivinílico e sua aplicação na preservação de queijo cheddar

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 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 meio ambiente motivou os pesquisadores a buscar alternativas de base biológica. Nesse contexto, foram preparados filmes de embalagem ativa feitos de um compósito composto de extrato de Lepidium sativum (LSE), álcool polivinílico (PVA) e uma quantidade fixa de poliamida amina hiperramificada (PAMAM). As propriedades químicas, térmicas e mecânicas do filme foram investigadas. Além disso, examinamos os constituintes do extrato e as propriedades antioxidantes. Amostras de queijo cheddar foram revestidas com filmes de diferentes composições. As amostras revestidas com filmes de embalagem ativos 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, as 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. Pesquisadores e produtores de embalagens da indústria alimentícia estão investigando 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 flavonoides 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 estraguem5. Lepidium sativum, ou semente de agrião, é um membro da família Cruciferae que cresce no Egito, Europa e 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, uma investigação da composição do açúcar, teor de ácido urônico, grupos funcionais e pesos moleculares foi realizada8. O fracionamento gradual usando água ilustrou que a composição química, incluindo níveis de monossacarídeos, umidade, cinzas, nitrogênio, carbono e ácido urônico, das frações variou significativamente. As aplicações potenciais das frações de goma de semente de agrião são 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, gorduras, 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 FAs 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 (SCFA), ácidos graxos de cadeia média e longa, bem como ácidos graxos ímpares10,11. A melhor fonte de ácidos graxos trans naturais, como ácido vacênico (trans11 C18.1) e ácido linoleico conjugado (cis9 trans11 C18.2), é a gordura do leite, e estes exibem propriedades favoráveis ​​em comparação com ácidos graxos trans artificiais em óleos parcialmente hidrogenados12.