Filmes e coberturas comestíveis a base de amido, aplicadas em

alimentos.

Ludmilla Souza Barbosa

Justificativa

• Fatores que conduzem à busca de alternativas, como a utilização de filmes comestíveis e biodegradáveis, às embalagens tradicionais

• Preocupação com o meio ambiente, relacionada ao descarte de materiais não renováveis utilizados como embalagem para alimentos;

• Demanda por alimentos de alta qualidade;

• Necessidade de se reduzir a dependência da utilização de petróleo.

• Redução de custos com a embalagem final do produto.

Justificativa

• Oportunidades para criar novos mercados de matérias primas formadoras de filme;

• Possibilidade de aumentar o shelf-life de frutas e vegetais, reduzindo perdas pós colheita;

Justificativa

Preocupação AmbientalBrasil produz ~240 mil ton. lixo / dia;

• 88% se destina a lixões a céu aberto;

• 2% reciclado;

• 19% lixo ⇒ embalagens plásticas que levam

cerca de 150 a 450 anos para serem

degradada;

• Utilização de polímeros biodegradáveis ⇒

rota mais segura no tratamento de resíduos

de embalagens;

Preocupação ambiental

O que é Biofilme ou filme comestível?

São películas de variadas espessuras

constituídas por diferentes

substâncias naturais e/ou sintéticas

que se polimerizam e isolam o

alimento, sem riscos à saúde do

consumidor, uma vez que não são

metabolizados pelo organismo e sua

passagem pelo trato gastrointestinal

se faz de maneira inócua.

Histórico

Novidade

� Chineses -» Século -» XII Cobertura de limões e laranjas frescas com ceras.

� Primeiro documento sobre revestimentos comestíveis apareceu em 1800 (ALLEN, etal, 1963).

• 1930 -» ceras de abelha e carnaúba, óleos

mineral e vegetal -» Conservação de frutas;

• Emulsão de cera e óleo -» frutas frescas

melhor aparência, cor e brilho -» controle do

amadurecimento -» retarda a perda de água;

• 1950 -» ±100 filmes e revestimentos

comestíveis foram patenteados;

Histórico

• Nas últimas duas décadas, muitos trabalhos foram apresentados na literatura científica na forma de patentes, utilizando filmes e coberturas comestíveis para aumentar a vida de prateleira e melhorar a qualidade de alimentos frescos, congelados e processados.

Histórico

Definição • Diferença entre filmes e coberturas

comestíveis -» KROCHTA et al. (1994) :

�Cobertura,

formação ocorre

durante a aplicação

sobre o mesmo.

�Filme comestível,

formado antes da

sua aplicação no

produto;

• Dois princípios:

�1º termo comestível -» Compostos da

elaboração sejam GRAS -» FDA (Foodand Drug Administration) e processado

dentro da BPF;

�2º Elaborados a partir de um polímero,

tipicamente um biopolímero;

Definição

Termos ? • Bioplásticos

�Materiais que, contendo biopolímeros em percentagem variável, podem ser moldados por ação de calor e de pressão.

• Biopolímeros

�Tipo especial de polímero que envolve organismos vivos no processo de síntese, tendo portando, parcial ou totalmente origem bioquímica podendo ser parcial ou totalmente produzidos a partir de materiais renováveis sendo ou não biodegradáveis.

O que são?

Classificação de biopolímeros:

Características de Filmes e coberturas biodegradáveis

• Barreira (vapor de água, gases, aromas, luz);

• Propriedades óticas (transparência,opacidade);

• Resistência mecânica;

• Selabilidade

• Possuir tecnologia simples de fabricação;

• Não ser poluente;

• Apresentar disponibilidade e baixo custo.

Finalidade• inibir a migração da umidade, oxigênio,

dióxido de carbono, aromas, lipídeos.

• introduzir aditivos ao alimento, tais como: antioxidantes, agentes antimicrobianos e aromas.

• melhorar a integridade mecânica ou as características de manuseio de um produto alimentício.

Vantagens• Cobertura Comestível

Exerce seu efeito a permeabilidade da casca aos gases em maior ou menor proporção;

• Filme Comestível

Além de ser biodegradável, existe atualmente a possibilidade de elaboração de filmes em larga escala devido a capacidade termoplástica do amido;

• MÉTODOS PARA ELABORAÇÃO DE COBERTURAS

▫ Técnicas de Recobrimento:

▫ Imersão direta

▫ Pulverização

▫ Moldagem

Coberturas

Caracterização de coberturascomestíveis• Características físico-químicas das frutas

embaladas:

▫ Perda de massa▫ Dureza▫ Cor▫ Sólidos solúveis▫ pH▫ Acidez total titulável▫ Umidade e sólidos totais▫ Ácido ascórbico (Vit C)

▫ Análises Microbiológicas:

▫ Coliformes, bolores, leveduras e contagem total de mesófilos

▫ Avaliação Sensorial:

▫ Determinação da vida de prateleira

▫ Avaliação da aceitação do produto

Coberturas comestíveis

• Amadurecimento de frutas frescas envolve uma série de processos físicos e bioquímicos que resultam em:

▫ Síntese e degradação de pigmentos;

▫ Conversão de amido em açúcar;

▫ Perda de firmeza;

▫ Produção de voláteis;

▫ Aumento na respiração de frutas climatéricas.

• Diferentes fatores podem afetar a performance do sistema fruta-cobertura desde o tipo de fruta a espessura e integridade da cobertura:

▫ Morfologia, densidade, estrutura química, cristalinidade e orientação polimérica.

▫ O tipo de solvente, o plastificante e a taxa de secagem também influenciam o coeficiente de permeabilidade.

▫ Permeabilidade do filme e espessura.

• O controle de gases deve ser benéfico ao produto, já que, em frutas, quando muito rigoroso, pode provocar desordens fisiológicas, principalmente aquelas provenientes da deficiência de O2 e excesso de CO2, provocando também o aparecimento de sabor desagradável.

• Quando o controle de O2 é feito de maneira correta, os principais benefícios são o retardamento dos processos ligados ao amadurecimento, bem como do início da senescência.

Materiais necessários para a elaboração de filmes ou coberturas

comestíveis.

�Macromolécula

�Plastificantes

�Solvente

�Agente ajustador de pH

Materiais de Cobertura

�Hidrocolóides

�Lipídeos

�Compostos

Tipos de Cobertura

�Simples

�Compostas

�Dupla-camada

Elaboração de filmes e coberturas comestíveis

MacromoléculasHidrocolóides

• Proteínas, derivados de celulose, alginatos, pectinas, amido e outros polissacarídeos.

• Objetivo principal -» controlar a permeabilidade ao oxigênio, dióxido de carbono e migração lipídica em um sistema alimentício.

• A solubilidade de filmes polissacarídicos é vantajosa em situações em que o filme é consumido com o produto, provocando poucas alterações nas propriedades sensoriais do alimento.

Materiais Utilizados

Lipídicos

• Compostos de lipídeos;

• Natureza hidrofóbica -» Baixa permeabilidade ao vapor de água;

• Interferem na solubilidade do filme;

• Dificuldade de fusão em alguns materiais de cobertura;

Compostos

• Base de proteína mais lipídeos ou polissacarídeos mais lipídeos.

• Atualmente pesquisas tem focado em embalagens compostas.

Materiais Utilizados

• Alto ponto de fusão;

• Mistura -» mudanças nas suas propriedades físicas, químicas e mecânicas;

• Aumenta a resistência mecânica;

• Melhoram a adesividade do filme;

• Aumenta a flexibilidade e a extensibilidade do filme;

Plastificantes

• Interfere nas propriedades de barreira;

• Compatível com o polímero e o solvente utilizados;

• Miscível em macromoléculas;

• Exemplos: Triacetina, sorbitol e o glicerol.

Materiais Utilizados

• Polissacarídeo mais importante e abundante na

natureza;

• Baixo custo, alta produção, biodegradabilidade,

comestibilidade e fácil manipulação;

• Provém de Fontes renováveis: Milho,

inhame,mandioca,batata,cereais e legumes;

Amido

• Produzidos na indústria;

• Filmes a base de amido -» baixas propriedades de barreira de vapor de

água,-» caráter hidrofílico;

• Necessitam adição de plastificante, como

o sorbitol e glicerol.

Amido

Métodos para elaboração dosbioplásticos

•Extrusão termoplástica

•Casting

• Permite a termoplastificação de um material sólido através da aplicação de:

�calor e trabalho mecânico;

�Cisalhamento

�Alta temperatura

� Alta pressões e curto espaço de tempo, para

formação de materiais moldados

Extrusão Termoplástica

Vantagens do processo de extrusão:

� Versatilidade

� Alta qualidade do produto final

� Baixo custo de produção

� Produtos com formas geométricas variadas

� Não liberação ou formação de efluentes

Consiste no transporte de um material por uma rosca sem

fim, forçando-o através de uma matriz , sob condições de

alta temperatura, pressão e cisalhamento que ocasionam

modificações físicas e/ou químicas.

Extrusão Termoplástica

Método casting

� Consiste em espalhar a solução

formadora do filme em uma superfície lisa

e deixar secar.

Filmes Obtidos por Casting

Potencial de Utilização em Alimentos e Outros

• Filmes biodegradáveis já são comercializados na Europa para produtos alimentícios como:

� filmes de amido de milho usados como barreira contra

gordura em produtos de confeitaria,

� embalagens de manteiga e margarina confeccionadas com

amido de milho (90%) e ácido polilático (10%),

� ou ainda, para fins não alimentícios, como sacos de lixo a

base de amido de milho e trigo disponíveis nos mercados da

Itália, Finlândia e Dinamarca;

Biodegradabilidade das embalagens comestíveis

• Biodegradável material degradado

completamente por microorganismos em

compostos naturais, como CO2, H2O,

metano, Hidrogênio e biomassa;

• Para que ocorra a biodegradação é

necessário que tenha microorganismo

apropriado, ambiente e substrato

adequado;

Degradação de Polímeros Biodegradáveis

Início

Degradação Biológica em Compostagem

Duas semanas

Degradação Biológica em Compostagem

Quatro semanas

Defeitos e Dificuldades no Processamento de Alguns Biopolímeros

• Amido e celulose ⇒ hidrofílicos;

• Custo superior ao dos polímeros tradicionais

(derivados de petróleo);

• Necessidade de melhorar propriedades de

barreira e termomecânicas;

• Dificuldades de desenvolvimento de

processos contínuos de produção;