A principal função das embalagens tradicionais utilizadas pela indústria de alimentos é a proteção dos alimentos de contaminações externas sem interagir com o mesmo. No entanto, a maioria dessas embalagens é produzida a partir de fontes não biodegradáveis e não renováveis. Para atender à crescente demanda em relação à sustentabilidade ambiental, os filmes e coberturas comestíveis têm despertado o interesse e atenção por parte de indústrias e pesquisadores. Além disso, tais filmes ou coberturas podem ser acrescidos de diferentes compostos, para conferir as mesmas um caráter ativo, com interação positiva com os alimentos, para auxiliar a conservação. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo (1) desenvolver filmes ativos pela técnica de casting a partir de matrizes biodegradáveis, com atividade antimicrobiana devido a incorporação de nanopartículas de ouro (AuNPs) e óleos essenciais, além de filmes com atividade antioxidante pela adição de nanocápsulas de bixina, (2) avaliar as características mecânicas, físicas e de barreira dos filmes ativos, além da atividade antimicrobiana e antioxidante, e (3) verificar a eficiência na aplicação de coberturas comestíveis na conservação de alimentos. Os filmes com atividade antimicrobiana utilizaram como matérias primas o amido e a farinha integral de grãos quinoa (Chenopodium quinoa W.). Os filmes de amido de quinoa foram preparados com 4 % de matéria prima e 1 % de glicerol como plastificante e incorporados com solução de nanopartículas de ouro nas concentrações de 2,5 % e 5 % (v/v). A presença de AuNPs levou a uma melhoria nas propriedades mecânicas, ópticas e morfológicas dos filmes, sem alterar as propriedades térmicas e de barreira, além de exibirem forte atividade antibacteriana contra agentes patogênicos de origem alimentar, com porcentagens de inibição de 98 % contra E. coli e S. aureus. Nos filmes ativos elaborados com a farinha de quinoa (6 % de matéria prima e 1 % de glicerol como plastificante em 100 g de solução filmogênica), foram adicionados os óleos essenciais (OE) de orégano (Origanum vulgare L.) e tomilho (Thymus vulgaris L.) (0,5 %, 1 % e 2 % p/p). Observou-se que o tipo de OE não interferiu significativamente nos parâmetros físicos e de barreira dos filmes. Já o aumento na concentração dos OEs, produziu filmes mais elásticos e menos resistentes, bem como, menos solúveis em água e com menor permeabilidade aos vapores de água. Os filmes com 1 % e 2 % de OEs exibiram um efeito inibidor sobre o crescimento de S. aureus e E. coli. No entanto, o S. aureus mostrou-se mais sensível a ambos os OEs; e os filmes com orégano foram mais eficazes na inativação de ambos os microrganismos. As embalagens antioxidantes foram elaboradas a partir de amido de mandioca (4 % de matéria prima e 1 % de glicerol como plastificante em 100 g de solução filmogênica) incorporadas com solução de nanocápsulas de bixina (0 %, 2 %, 5%, 8 % e 10 %). Os filmes foram caracterizados em relação as suas propriedades de barreira, mecânicas e físicas e a atividade antioxidante foi avaliada pelo efeito protetor do óleo de girassol exposto a condições de oxidação aceleradas (13 dias a 65 % UR / 35 ºC). Embalagens com maiores concentrações de nanocápsulas demonstraram maior resistência e elasticidade, bem como, uma melhora significativa na proteção contra os raios UV e luz visível. O óleo de girassol embalado nos filmes contendo nanocápsulas de bixina apresentaram índices de peróxidos abaixo dos estipulados pelo Codex Alimentarius (<10 meq. O2 kg-1) para óleos frescos para o período de armazenamento testado. A cobertura comestível foi preparada à base de quitosana (1,5 %) e foi aplicada sobre tomates armazenados por 14 dias (20 ° C), com acompanhamento da perda de peso, sólidos solúveis totais (SST), firmeza e acidez titulável (AT), taxa de respiração, produção de etileno e quantificação de carotenoides e compostos fenólicos por CLAE. Os frutos revestidos demonstraram retardo no processo de amadurecimento com a diminuição da taxa respiratória e produção de etileno, bem como menores perdas de peso, firmeza -caroteno e menor degradação de compostos fenólicos durante o armazenamento, em comparação com frutos controle (não revestidos). Os resultados sugerem que o desenvolvimento de filmes ativos para conservação de alimentos é um campo promissor, pois além do forte apelo ambiental, filmes ativos podem auxiliar na conservação dos alimentos, para retardar a proliferação de microrganismos patogênicos e degradações oxidativas. Em relação a aplicações de coberturas comestíveis, os resultados indicaram ter potencial para uma utilização comercial no auxílio de prolongamento da vida útil de tomates. / The principal function of traditional packaging used by the food industry is the protection of food against external contamination without interacting with it. However, most of these packages are produced from non-biodegradable and non-renewable sources. Films and edible coatings have attracted the interest and attention from industries and researchers due increasing demand on environmental sustainability. In addition, this films and coatings can be added with different compounds to confer an active character, with positive food interaction and increased of preservation. This study aimed to (1) to develop active films by casting technique from biodegradable matrices with antimicrobial activity, incorporated of gold nanoparticles (AuNPs) and essential oils, as well as films with antioxidant activity by addition of nanocapsules of bixin, (2) evaluate the mechanical, physical and barrier characteristics of active films, and capacity antimicrobial and antioxidant, and (3) verify the efficiency in the application of edible coatings in food preservation. The active antimicrobial films it was used as raw material starch and flour quinoa (Chenopodium quinoa, W.). Starch quinoa films were prepared with 4 % raw material and 1% glycerol as plasticizer (100 g filmogenic solution), incorporating gold nanoparticles at concentrations of 2.5% and 5% (v / v). The presence of gold nanoparticles produces improvement in the mechanical, optical and morphological properties, maintaining the thermal and barrier properties unchanged when compared to the standard biofilm. The active biofilms exhibited strong antibacterial activity against food-borne pathogens with inhibition percentages of 99 % against E. coli and 98 % against S. aureus. The active films produced with flour quinoa (6% of raw material and 1% glycerol as a plasticizer in 100 g of filmogenic solution), incorporated with oregano (Origanum vulgare L.) and thyme (Thymus vulgaris L.) essential oils (EO) (0.5%, 1% and 2% p/p). It was observed that the kind of EO was not significant for the physical and barrier parameters of the films, however, the increase in the EOs concentration promote increase in the elongation but decrease in the tensile strength, solubility and water vapor permeability. Films containing 1% and 2 % EOs, inhibit the growth of S. aureus and E. coli. However, S. aureus was more sensitive to both EOs and the oregano oil was more efficient in the inactivation to both microorganisms. The antioxidant packages were prepared from cassava starch (4% raw material and 1% glycerol as plasticizer in 100 g of filmogenic solution), incorporated with solution of different concentrations of bixin nanocapsules (0 %, 2 %, 5%, 8 % e 10 %). Films with higher concentrations of bixin nanocapsules exhibited significant reduction tensile strength and increases in elongation at break, well as, improvement in protection against UV and visible light and decreased water solubility and increased water vapor permeability. The sunflower oil packed in films containing nanocapsules bixin exhibited lower oxidation rates, thus maintaining its freshness according to Codex Alimentarius guidelines (< 10 milliequivalent.kg-1), for the storage time tested (13 days / 65 % RH / 35 ºC). The edible coating was prepared based on chitosan (1.5 %), and it was applied on tomatoes stored for 14 days (20 °C). The analyses carried out on tomato fruit were: weight loss, total soluble solid (TSS), firmness, and titratable acidity (TA), respiration rate, ethylene production and quantification of carotenoids and phenolics by HPLC. Coated fruit delayed the ripening process by decrease of the rate of respiration and ethylene production, as well changes of weight, firmness and TSS concentration and delay peak of lycopene and b-carotene accumulation and degradation of phenolic compounds during storage, compared to uncoated control. The results suggest that the development of active films for food preservation is a promising field, because besides the strong environmental appeal, active films can increase the food preservation, to decrease the proliferation of pathogenic microorganisms and oxidative degradation. Regarding the edible coatings applications, the results indicated that coating is a promising tool for commercial use in helping to prolong the storage of tomatoes.

Filmes e coberturas comestíveis têm recebido cada vez mais atenção e interesse por parte de indústrias e pesquisadores pois eles representam uma alternativa para substituir plásticos comumente utilizados para embalagens em indústrias alimentícias. Nesse contexto, filmes biodegradáveis foram produzidos a partir de resíduos da fabricação de cápsulas nutracêuticas compostas por gelatina, glicerina e água e combinados com farinhas de resíduos da indústria de minimamente processados de cenoura e beterraba. Todos os filmes elaborados foram caracterizados quanto às propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira, ópticas e antioxidantes. Dentre os filmes desenvolvidos, os que apresentaram essas características aprimoradas e com maior funcionalidade, foram selecionados para serem estudados quanto a sua estrutura, estabilidade térmica e proteção contra oxidação primária em óleo de girassol embalado pelos filmes. Em geral, a adição de farinhas aos filmes gelatinosos ocasionou: redução de umidade, solubilidade em água, swelling, permeabilidade ao vapor de água e elongação; aumento de opacidade, porcentagem de inibição do radical DPPH; maior proteção aos efeitos da luz e da oxidação primária de óleo de girassol; e estrutura menos lisa e homogênea quando comparado aos filmes sem adição de farinhas. Além disso, os filmes estudados apresentaram estabilidade térmica até aproximadamente 200 °C. Com isso, foi possível desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades funcionais a partir de resíduos industriais e colaborar com o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis. / Edible films and coatings have gained increasing attention and interest from the industry and researchers, as they represent an alternative to replace commonly used plastics for packaging in the food industry. In this context, biodegradable films were produced from the residues from the manufacture of nutraceutical capsules, mainly composed of gelatin, glycerin and water, and combined with different residue flour derived from the minimal processing of carrot and beet root. All the prepared films were characterized regarding their physicochemical, mechanical, barrier, optical and antioxidant properties. The films which presented improved characteristics and greater functionality were selected to be studied regarding their structure, thermal stability and protection against primary oxidation of sunflower oil packed in the films. In general, the addition of the flour into the gelatin-based films caused: reduction in the moisture content, water solubility, swelling, water vapor permeability and elongation at break; increase in the opacity and percentage inhibition of DPPH radical; greater protection against the effects of light and primary oxidation of sunflower oil; and less smooth and homogeneous structure when compared to films without addition of flours. Furthermore, the studied films showed thermal stability up to approximately 200 ° C. Thus, it was possible to develop biodegradable films with functional properties from industrial residues and contribute to the development of sustainable technologies.

Filmes e coberturas comestíveis têm recebido cada vez mais atenção e interesse por parte de indústrias e pesquisadores pois eles representam uma alternativa para substituir plásticos comumente utilizados para embalagens em indústrias alimentícias. Nesse contexto, filmes biodegradáveis foram produzidos a partir de resíduos da fabricação de cápsulas nutracêuticas compostas por gelatina, glicerina e água e combinados com farinhas de resíduos da indústria de minimamente processados de cenoura e beterraba. Todos os filmes elaborados foram caracterizados quanto às propriedades físico-químicas, mecânicas, de barreira, ópticas e antioxidantes. Dentre os filmes desenvolvidos, os que apresentaram essas características aprimoradas e com maior funcionalidade, foram selecionados para serem estudados quanto a sua estrutura, estabilidade térmica e proteção contra oxidação primária em óleo de girassol embalado pelos filmes. Em geral, a adição de farinhas aos filmes gelatinosos ocasionou: redução de umidade, solubilidade em água, swelling, permeabilidade ao vapor de água e elongação; aumento de opacidade, porcentagem de inibição do radical DPPH; maior proteção aos efeitos da luz e da oxidação primária de óleo de girassol; e estrutura menos lisa e homogênea quando comparado aos filmes sem adição de farinhas. Além disso, os filmes estudados apresentaram estabilidade térmica até aproximadamente 200 °C. Com isso, foi possível desenvolver filmes biodegradáveis com propriedades funcionais a partir de resíduos industriais e colaborar com o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis. / Edible films and coatings have gained increasing attention and interest from the industry and researchers, as they represent an alternative to replace commonly used plastics for packaging in the food industry. In this context, biodegradable films were produced from the residues from the manufacture of nutraceutical capsules, mainly composed of gelatin, glycerin and water, and combined with different residue flour derived from the minimal processing of carrot and beet root. All the prepared films were characterized regarding their physicochemical, mechanical, barrier, optical and antioxidant properties. The films which presented improved characteristics and greater functionality were selected to be studied regarding their structure, thermal stability and protection against primary oxidation of sunflower oil packed in the films. In general, the addition of the flour into the gelatin-based films caused: reduction in the moisture content, water solubility, swelling, water vapor permeability and elongation at break; increase in the opacity and percentage inhibition of DPPH radical; greater protection against the effects of light and primary oxidation of sunflower oil; and less smooth and homogeneous structure when compared to films without addition of flours. Furthermore, the studied films showed thermal stability up to approximately 200 ° C. Thus, it was possible to develop biodegradable films with functional properties from industrial residues and contribute to the development of sustainable technologies.

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T09:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bierhalz_AndreaCristianeKrause_M.pdf: 2842843 bytes, checksum: cab45fbde17a0c38ebace1685ac8ac68 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Pectinas e alginatos são polímeros naturais com grande potencial de aplicação no desenvolvimento de filmes biodegradáveis, por serem materiais renováveis e obtidos a partir de diversas fontes a baixo custo. Atualmente, diversos estudos estão voltados ao desenvolvimento de tecnologia que controle o crescimento indesejável de microorganismos, pelo uso de embalagens ativas. Na presente pesquisa, foram desenvolvidos filmes simples de pectina e filmes compostos de pectina e alginato em diferentes proporções, reticulados com cálcio e contendo glicerol como plastificante. Foi avaliada a influência das concentrações de cálcio e do plastificante e do tempo de reticulação sobre as propriedades características dos filmes. A adição de natamicina como agente antimicrobiano também foi investigada. Os filmes foram preparados por casting, isto é, alíquotas da solução filme-formadora foram vertidas em moldes de acrílico e submetidas à gelificação e secagem. Devido ao alto poder gelificante do Ca++, filmes com baixo grau de reticulação foram inicialmente confeccionados (1º estágio). Estes préfilmes foram submetidos a uma reticulação complementar com imersão em uma solução mais concentrada de íons cálcio contendo plastificante. O alginato e a pectina mostraram-se compatíveis em todas as proporções, resultando em filmes com bom aspecto visual. O aumento da concentração de alginato diminuiu a solubilidade em água e o grau de intumescimento e aumentou a espessura, a resistência à tensão, a flexibilidade, a opacidade e a temperatura de transição vítrea dos filmes. Filmes pré-reticulados com 1% CaCl2.2H2O (13,60 mg Ca++/g biopolímero) na solução do 1º estágio, imersos durante 20 minutos em uma solução contendo 5% CaCl2.2H2O e 3% glicerol (2º estágio) apresentaram um compromisso entre alta resistência mecânica, boa aparência e baixa solubilidade em água. Esta formulação foi selecionada para a confecção dos filmes ativos contendo natamicina. A adição da natamicina provocou um aumento na permeabilidade ao vapor de água, na solubilidade em água e na opacidade, e uma redução na tensão na ruptura em relação aos filmes sem antimicrobiano. Determinações experimentais da massa de natamicina liberada em ensaios nos quais os filmes eram imersos em água apresentaram bom ajuste ao modelo difusional da segunda Lei de Fick, com valores de difusividade efetiva variando entre 9,53.10-9 e 9,22.10-12 cm2/s. A difusividade aumentou com a espessura e diminuiu com o aumento da concentração de alginato no filme / Abstract: Pectin and alginate are natural polymers with potential applications in the development of biodegradable package films, since they can be obtained at low cost from a large variety of renewable sources. There is a growing interest concerning the control of microbial activity in prepared food using active packaging. In this work, single and composite films based on alginate and pectin crosslinked with calcium ions and containing glycerol as plasticizer were prepared. The influence of calcium and glycerol concentrations and of the time of reticulation on the film characteristics was evaluated and the addition of natamycin as an active agent was investigated. The strong gelling power of Ca++ ions hinders smooth casting procedures so that a film with low degree of reticulation has to be initially confectioned by casting (1st stage). These pre-films are further crosslinked in a second contact with a more concentrated Ca++ solution containing plasticizer (2nd stage). Alginate and pectin were compatible in all proportions studied resulting in visually attractive films. Increasing the alginate concentration decreased film solubility in water and the swelling degree and increased the thickness, resistance to tensile stress, flexibility, water vapor permeability, opacity and glass transition temperature. Films pre-reticulated with 1% CaCl2.2H2O (13.60 mg Ca++/g biopolymer) in the solution of the 1st stage, immersed for 20 minutes in a 5% CaCl2.2H2O and 3% glycerol solution (2nd stage) showed a good compromise between high mechanical resistance, attractive appearance and low solubility in water. This formulation was selected for the manufacture of active films containing natamycin. Addition of natamycin promoted an increase in water vapor permeability, solubility in water and opacity and decreased the tensile strength when compared to films without the added anti-microbial agent. Experimental data of mass of natamycin released by immersion of the film in water were well fitted to Fick's second law diffusional model, with effective diffusivity values ranging from 9.53. 10-9 e 9.22.10-12 cm2/s. The diffusivity increased with the thickness and decreased with alginate concentrations in the film / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:35:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarianaAltenhofenda_D.pdf: 13012501 bytes, checksum: 23a63960ceb6cf8d4c7d9672c06f5d58 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Filmes simples de alginato (FA) e filmes compostos de alginato e quitosana nas proporções 82,5:17,5 (FC1) e 65:35 (FC2), de baixo grau de reticulação com cálcio (0,04 g CaCl2.2H2O/g alginato) contendo glicerol como plastificante, foram confeccionados pela técnica de casting. Esses filmes foram submetidos a uma reticulação complementar por imersão durante 30 minutos em uma solução contendo 5g CaCl2.2H2O/100 mL. Filmes FA, FC1 e FC2 com espessura média de 48, 54 e 62 µm, respectivamente, apresentaram massa solubilizada em água de 0,15, 0,19 e 0,23 g/g massa seca, coeficientes de permeabilidade ao vapor de água de 4,04, 4,91 e 7,41 g.mm/m2.dia.kPa, intumescimento em água de 68, 102 e 195% (em massa), tensão na ruptura de 96, 75 e 59 MPa e alongamento na ruptura de 8,4, 12,5 e 17,1%. Esses valores assim como o conteúdo de cálcio e os espectros de FTIR indicaram que, nas condições experimentais utilizadas, a interação do alginato com os íons cálcio foi mais efetiva do que com a quitosana, não havendo indícios de formação de ligação amídica entre o alginato e a quitosana. A análise da Tg por DMA também indicou separação de fases entre os dois polímeros. Os filmes com 35% de quitosana apresentaram estrutura polimérica mais rugosa e heterogênea. As três formulações receberam sorbato de potássio (até 17 g/100g biopolímero) e natamicina (0, 0,5, 1, 2, 4 e 8 g/100g biopolímero) como agentes antimicrobianos, e o efeito antimicótico destes filmes frente às espécies Penicillium roqueforti, Penicillium commune e Debaromyces hansenii foi avaliado através do teste de difusão em ágar. O sorbato de potássio não apresentou efeito inibitório, e a natamicina foi eficiente a partir da concentração de 0,5 g/100g biopolímero para o filme de alginato puro e 1 g/100g biopolímero para os filmes compostos. Ensaios de liberação em água indicaram uma cinética muito lenta de liberação do antimicrobiano, sendo mais lenta para os filmes compostos, provavelmente devido à interações eletrostáticas entre a natamicina e a quitosana. Os coeficientes de difusão da natamicina encontrados foram da ordem de 10-11 cm2/s para FA e FC2 e de 10-12 cm2/s para FC1. A estrutura física menos compacta da matriz polimérica do FC2 acelerou a liberação da natamicina. Nas concentrações testadas, a adição da natamicina influenciou principalmente a cor, transparência, rugosidade e morfologia dos filmes. Os resultados obtidos permitem afirmar que os filmes desenvolvidos contendo natamicina apresentam excelente perspectiva de atuação como filmes ativos (antimicrobianos) para alimentos / Abstract: Films composed solely by alginate (FA) and two composite films with different mass proportions of alginate and chitosan, 82.5:17.5 (FC1) and 65:35 (FC2), were obtained by casting. Using glycerol as plasticizer, the films were partially crosslinked by adding calcium chloride (0.04 g CaCl2.2H2O/g alginate) to the film forming solution. The resulting soluble films were further crosslinked by total immersion in a CaCl2 solution (5g CaCl2.2H2O/100 mL) for 30 minutes. FA, FC1 and FC2 with an average thickness of 48, 54 and 62 µm, respectively, exhibited soluble mass in water of 0.15, 0.19 and 0.23 g/g dry matter, water vapor permeability coefficient of 4.04, 4.91 and 7.41 g.mm/m2.day.kPa, swelling in water of 68, 102 and 195% (mass basis), tensile strength of 96, 75 and 59 MPa and elongation at break of 8.4, 12.5 and 17.1%. The tendencies found for the physical properties, complemented with values of calcium content in the films and results of FTIR analysis indicated that under the experimental conditions used, ionic binding of alginate chains with calcium ions was more effective than with chitosan, and no evidence of amidic bonding between alginate and chitosan was found. DMA thermograms also indicated phase separation between the two polymers, showing two Tg's for composite films. Films with higher content of chitosan showed rougher surfaces and less homogeneous polymeric structure. The film formulations received potassium sorbate (up to 17 g/100g biopolymer) and natamycin (0, 0.5, 1, 2, 4 and 8 g/100g biopolymer) as antimicrobial agents, and their antimycotic effect against Penicillium roqueforti, Penicillium commune and Debaromyces hansenii was evaluated by the agar diffusion test. Potassium sorbate did not show inhibitory effect. Natamycin was effective at concentrations as low as 0.5 g/100g biopolymer for alginate film and 1 g/100g biopolymer for composite films. Diffusion experiments in water indicated very slow release kinetics of the antimicrobial, being markedly hindered for the composite films, probably due to electrostatic interactions between chitosan and natamycin. Diffusion coefficients in films were in the order of 10-11 cm2/s for FA and FC2, and 10-12 cm2/s for FC1. The addition of natamycin affected mainly the color, transparency, roughness and morphology of the films, in the tested concentration range. The results showed that the films containing natamycin obtained in the present work show excellent perspectives for acting as active films intended for food applications / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Fernanda Paula Collares Queiroz, Theo Guenter Kieckbusch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T22:22:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertan_LarissaCanhadas_D.pdf: 3212873 bytes, checksum: fe398494b5ab4899a63848bef01c100a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Pesquisas sobre biofilmes à base de polímeros surgiram devido ao impacto ambiental aliado à necessidade de reduzir os resíduos sólidos. Atualmente, vários estudos estão voltados ao desenvolvimento de tecnologia que controle o crescimento indesejável de microorganismos, através de embalagens ativas. O objetivo deste trabalho foi obter as melhores formulações para o desenvolvimento de biofilmes ativos e avaliar sua aplicação no acondicionamento de pães de forma. Filmes simples e compostos à base de gelatina, glúten e amido (mandioca, mandioca modificado, milho ceroso e milho ceroso modificado) foram desenvolvidos e caracterizados quanto à permeabilidade ao vapor de água (PVA), permeabilidade ao oxigênio (PO2), solubilidade em água (SOL) e propriedades mecânicas (resistência à tração - RT e porcentagem de elongação - ELO), variando a concentração da macromolécula e do plastificante (glicerol). Os filmes contendo 10 g de gelatina com 5% de glicerol (em relação à massa seca da proteína) e o filme com 5 g de glúten, 32,5 mL de etanol/100 mL de solução, pH 5 e 20% de glicerol (em relação à massa seca da proteína) foram selecionados para a elaboração dos filmes compostos. Filmes compostos de glúten/gelatina (GLU/GEL), amido de mandioca/gelatina (AM/GEL), amido de mandioca modificado/gelatina (AMM/GEL), amido de milho ceroso/gelatina (AMC/GEL), amido de milho ceroso modificado/gelatina (AMCM/GEL) em diversas proporções 1:1, 1:4 e 4:1 e amido/gelatina/glúten (AM/GLU/GEL; AMM/GLU/GEL, AMC/GLU/GEL e AMCM/GEL) na proporção 1:1:1, também foram confeccionados e caracterizados. Os filmes compostos apresentaram menor PVA e maior RT que os filmes simples de gelatina. Os filmes compostos AMM/GEL, GLU/GEL e AMM/GLU/GEL, nas proporções 4:1; 4:1 e 1:1:1, respectivamente, foram utilizados no desenvolvimento de filmes ativos. Os filmes compostos foram adicionados de sorbato de potássio (SP) na concentração de 2 e 4% (p/v). A adição de SP provocou aumento na PVA, na SOL e na ELO e redução na RT, em relação aos filmes sem sorbato. A superfície dos filmes compostos mostrou-se lisa e homogênea, com exceção do filme AMM/GLU/GEL com 4% de SP. Para os testes de difusão em halo, foram isolados 5 fungos: (i) Eurotium chevalieri; (ii) Eurotium amstelodami; (iii) Wallemia sebii; (iv) Penicillium raistrickii e (v) Cladosporium sp. Os filmes que apresentaram maior eficiência na redução do crescimento dos fungos e melhores propriedades de barreira e mecânicas foram: (i) AMM/GEL e (ii) GLU/GEL, ambos com 2% de SP. Os filmes ativos selecionados no teste de difusão em halo apresentaram duas tangentes de perda (tan ?), indicando a existência de duas Tg. Os filmes de GLU/GEL, sem e com 2% SP, foram utilizados no acondicionamento de pão de forma, sendo que as fatias de pães justapostas foram intercaladas com os filmes ativos e colocadas em sacos de polietileno de baixa densidade. O uso de filmes entre as fatias provocou aumento da firmeza, diminuição da umidade e da atividade de água. A análise microbiológica não indicou diferença significativa entre a estocagem com filmes ativos e o controle. No 7° dia, os pães continham a quantidade máxima de SP permitida no produto pela legislação brasileira / Abstract: In recent years the research on polymer-based biofilms has seen considerable increase due to concern over environmental impact and the need to reduce solid residue generation. There are several studies concerning the control of microbial activity in prepared food using active packaging. The objective of this work was to develop the best formulation of active biofilms and to evaluate their performance in sliced bread packaging. Simple and composite films were developed, based on gelatin, gluten and diferent types of starch (cassava, modified cassava, waxy maize and modified waxy maize starches). Films were characterized for their permeability to water vapor (WVP), permeability to oxygen (PO2), solubility in water (SOL) and mechanical properties (tensile strengh -TS and elongation -ELO), using different concentrations of the macromolecules and plasticizer (glycerol). Films containing 10g of gelatin and 5% of glycerol (based on protein dry mass) and films with 5g of gluten, 32.5 mL of ethanol/mL of solution, at pH of 5 and 20% glycerol (based on protein dry mass) were selected for the manufacture of composite films. Composite films of gluten/gelatin (GLU/GEL), cassava starch/gelatin (CS/GEL), modified cassava starch/gelatin (MCS/GEL), waxy maize starch/gelatin (WMS/GEL), modified waxy maize starch/gelatin (MWMS/GEL), at 1:1, 1:4 and 4:1 ratios and starch/gelatin/gluten (S/GLU/GEL) at 1:1:1 ratio were manufactured and characterized. Composite films presented lower WVP and larger RT than simple gelatin film. Composite films based on MCS/GEL, GLU/GEL and MCS/GLU/GEL at 4:1, 4:1 and 1:1:1 ratios, respectively, were used for the development of active films usine, potassium sorbate (PS) at 2 and 4%, in volume concentrations. Addition of PS promoted increase in WVP, SOL and ELO as well as a decrease in TS, when compared to films with no added anti-microbial agent. Surface of the composite films were smooth and homogeneous except for the MCS/GLU/GEL with 4% PS. Five microorganisms were selected, for the diffusion halo assay: (i) Eurotium chevalieri; (ii) Eurotium amstelodami; (iii) Wallemia sebii; (iv) Penicillium raIstrickiI e (v) Cladosporium sp. Films that presented the best efficiency on reduction of microbial growth as well as best permeability and mechanical properties were: (i) MCS/GEL and (ii) GLU/GEL, both with 2% of added PS. The active films selected for the diffusion halo assay presented two loss tangent (tan?) values, an indication of two Tgs. GLU/GEL films, with no sorbate and with 2% sorbate, were used in sliced bread packaging. Each slice was placed between two sheets of active film and the whole bread was stored inside a low density polyethylene bag. The active films promoted an increase in firmness and a decrease in both moisture content and water activity of the slices. The microbial analysis, storage with active films showed no significant difference from the control sample. By the seventh day of storage the accumulated amout of, potassium sorbate liberated by the film achieved the limit set by Brazilian legislation / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-26T14:16:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Deivis de Moraes Carvalho - 2014.pdf: 2114047 bytes, checksum: cd37e5ffaaf25398caa4ee7cb4ae0af7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-26T14:29:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Deivis de Moraes Carvalho - 2014.pdf: 2114047 bytes, checksum: cd37e5ffaaf25398caa4ee7cb4ae0af7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-26T14:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Deivis de Moraes Carvalho - 2014.pdf: 2114047 bytes, checksum: cd37e5ffaaf25398caa4ee7cb4ae0af7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Financiadora de Estudos e Projetos- Finep / Curcumin is a yellow antifungal, bioactive agent and natural antioxidant compound obtained from Curcuma rhizomes. It presents the disadvantage of low solubility in water. Nanocurcumin can be more soluble than curcumin. Surfactants can also be applied to increase substances solubility and prevent particle aggregation. Active packaging systems are based on materials with additives to be added to the polymer in order to extend shelf life and increase consumer safety. The physical properties of the polymers are associated with the addition and miscibility of components. Mechanical analyses are generally carried out on active packaging to verify handling resistance, flexibility and elasticity as well as the efficiency of food protection. The objectives of this study we pre: to increase curcumin solubility; to assess the antioxidant activity; to produce an active film with addition of curcumin nanosuspension; to assess the active component physical characteristics and migration. Curcumin proved more soluble in glycerol and ethanol than in water and more soluble in ethanol than in glycerol. Meaningful increase was observed in curcumin solubility for these solvents mixture compared with pure water. The method applied to decrease the particles size proved efficient. Curcumin suspensions in tween 80 increased solubility. Curcumin presented good antioxidant activity. The decrease in particles size did not increase curcumin antioxidant activity. The addition of curcumin influenced the mechanical characteristics of the cellulose acetate films but did not affect the CO2 permeability. Curcumin provided the films with yellow coloring and increased their opacity. No meaningful difference was observed for the rate of migration between nanosuspension and a simple mixture of curcumin and tween 80. The curcumin migration was higher for the films with tween 80 addition. / A curcumina é um composto obtido a partir dos rizomas da Curcuma. É antifúngico, agente bioativo, antioxidante natural e possui coloração amarela. A desvantagem é a baixa solubilidade em água. A nanocurcumina pode mostrar-se mais solúvel que a curcumina. Agentes tensoativos também podem ser usados para aumentar a solubilidade de substâncias e evitar a agregação de partículas. Os sistemas de embalagem ativa são baseados em materiais onde aditivos podem ser adicionados ao polímero para prolongar o prazo de validade e aumentar a segurança do consumidor. As propriedades físicas dos polímeros estão relacionadas com a adição e a miscibilidade de componentes. Geralmente são realizadas análises mecânicas em embalagens ativas visando verificar a resistência, flexibilidade e elasticidade no manejo e eficiência na proteção do alimento. Os objetivos do trabalho foram: aumentar a solubilidade da curcumina, avaliar a atividade antioxidante, produzir um filme ativo adicionado de nanosuspensão de curcumina e avaliar as características físicas e migração do componente ativo. A curcumina foi mais solúvel em glicerol e etanol do que em água e mais solúvel em etanol do que em glicerol. Houve aumento significativo da solubilidade da curcumina nas misturas desses solventes, quando comparados com a água pura. O método utilizado para redução do tamanho das partículas foi eficiente. Suspensões de curcumina em tween 80 aumentaram a sua solubilidade. A curcumina apresentou boa atividade antioxidante. A redução do tamanho das partículas não aumentou a atividade antioxidante da curcumina. A adição de curcumina influenciou as características mecânicas dos filmes de acetato de celulose e não afetou a permeabilidade ao CO2. A curcumina conferiu coloração amarela e aumentou a opacidade dos filmes. Não houve diferença na taxa de migração entre a nanosuspensão e uma mistura simples de curcumina com tween 80. A migração da curcumina foi maior a partir dos filmes adicionados de tween 80.

O papel cartão é altamente higroscópico e poroso, influenciando nas propriedades mecânicas e de barreira e limitando sua utilização. Polímeros naturais, como quitosana (QUI) e gelatina (GEL) apresentam potencial para revestir papel cartão, possibilitando aumento da resistência e propriedades de barreira. Estes revestimentos têm capacidade de carregar compostos ativos naturais, tornando esse material uma embalagem ativa. Extratos de própolis e cúrcuma têm chamado a atenção na área alimentícia, porque apresentam propriedades antioxidantes e antimicrobianas. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo sistema: papel cartão revestido com QUI e GEL para embalagem de alimentos susceptíveis a oxidação lipídica e/ou degradação microbiana utilizando-se extratos etanólicos de própolis (EEP) e cúrcuma (EEC). Os extratos foram produzidos com relação de 3:10 de própolis ou cúrcuma:etanol 80 %. Foi determinada a concentração e estabilidade dos compostos fenólicos totais, atividade antioxidante e antimicrobiana dos extratos. O papel cartão foi revestido com uma camada de diferentes soluções de QUI e GEL, utilizando as relação de QUI:GEL igual a 100:0 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100 (formando os sistema filme-papel cartão-SF-PC). Os SF-PC foram caracterizados quanto à análise visual, homogeneidade do revestimento (HOM), análise microestrutural, gramatura (GRA), espessura, resistência ao estouro, teste de tração, permeabilidade ao ar, rugosidade, permeabilidade à gordura (PG), permeabilidade ao vapor de água (PVA), capacidade de absorção de água (Cabs), conteúdo de água (CA), ângulo de contato e energia de superfície. O sistema filme-papel cartão-aditivado (SFPC-A) com EEP e EEC foram desenvolvidos com a relação de QUI:GEL otimizada. O SF-PC-A foi revestido com uma, duas e três camadas de solução e caracterizado em relação à análise visual, parâmetros de cor, HOM, análise microestrutural, GRA, espessura, rigidez Taber, PG, PVA, Cabs, CA e atividade antimicrobiana. A estabilidade dos compostos ativos dos SF-PC-A foi determinada por um período de 42 dias quanto à concentração de compostos fenólicos totais (CFT) e capacidade antioxidante pelo método do sequestro do radical livre DPPHo. O EEP apresentou maior CFT, atividade antioxidante e antimicrobiana em relação ao EEC. O SF-PC com blendas apresentaramse mais homogêneos que os revestimentos somente com QUI ou GEL. O aumento de GEL na solução de revestimento aplicado sobre o papel cartão provocou redução da barreira ao vapor de água e aumento da Cabs dos SF-PC. O revestimento com relação de 80QUI:20GEL apresentou ser o mais adequado para o desenvolvimento do SF-PC-A. Observou-se tendência de formar um filme contínuo sobre as fibras de celulose para os SF-PC-A com EEC e EEP em função do aumento do número de camadas e a espessura e GRA dos SF-PC-A aumentaram estatisticamente em relação a camada adicionada. A PVA aumentou significativamente para o SF-PC-A sem extrato e reduziu para o SF-PC-A com EEP. Não foi observada atividade antimicrobiana para ambos os papéis aditivados com EEP e EEC contra as bactérias testadas. Entretanto, os SF-PC-A com EEC e EEP apresentaram atividade antioxidantes durante 42 dias de armazenamento e os sistemas aditivados com EEP e EEC apresentaram maior atividade antioxidante com três camadas de revestimento quanto àquele com uma camada. Pode-se concluir que o novo sistema desenvolvido com adição de extratos naturais apresentou capacidade de utilização em alimentos como produtos cárneos embutidos, produtos frios fatiados, onde o antioxidante atuaria na redução da oxidação lipídica, podendo atuar no aumento de vida útil do produto. / Paperboard is highly hygroscopic and porous, which influences mechanical and barrier properties. Natural polymers, such as chitosan (CH) and gelatin (GE) are suitable to be used as a coating on paperboard, providing more flexibility and barrier properties to the material. These coatings have the ability to carry natural active compounds, making this material an active packaging. Propolis and curcuma extracts have attracted attention in the food area, because of their antioxidant and antimicrobial properties. Thus, the objective of this work was to develop a new system: paperboard coated with CH and GE to pack food susceptible to lipid oxidation and/or microbial degradation, using ethanolic propolis extract (EPE) and ethanolic curcuma extract (ECE). The extracts were produced with 3:10 propolis or curcuma:ethanol 80%. The total phenolic compound contents and stability, as well as the antioxidant and antimicrobial activity of extracts were determined. The paperboard was coated with one layer of different solutions of CH and GE, with proportional relations of CH:GE 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100 (forming the paperboard film system - PFS). The PFS was characterized regarding visual analysis, coating homogeneity, microstructural analysis, grammage, thickness, burst index, traction test, air permeability, roughness, fat permeability, water vapor permeability (WVP), water absorption capacity (WAC), moisture content (MC), contact angle and surface energy. The paperboard film additivated system (PFAS) with EPE and ECE were developed with CH:GE optimized ratio. The PFAS was coated with one, two, and three layers and characterized according to visual analysis, color parameters, coating homogeneity, microstructural analysis, grammage, thickness, Taber stiffness, fat permeability, WVP, WAC, MC and antimicrobial activity. Active compounds stability of PFAS was determined within a period of 42 days of storage by total phenolic compound contents and antioxidant capacity (DPPHo free radical scavenging method). EPE showed higher total phenolic compound contents, antioxidant and antimicrobial activity in relation to ECE. The PFS with CH:GE blends were more homogeneous than CH or GE coating. The increase of GE in the coating solution applied to the paperboard reduced WVP and increased the WAC of PFS. The 80CH:20GE coating ratio presented as the most suitable for the development of PFAS. A tendency to form a continuous film on the cellulose fibers for the PFSA with ECE and EPE was observed by the increase in the number of coating layers. PFAS grammage and thickness increased statistically by the added layer. WVP significantly increased for PFAS without extract and reduced for PFAS with EPE. Antimicrobial activity was not observed for both paperboards added with EPE and ECE against the bacteria tested. Antimicrobial activity was not observed for both paperboards added with EPE and ECE against the bacteria tested. However, PFAS with ECE and EPE presented antioxidant activity and in 42 days of storage. The three-layer systems showed higher antioxidant activity than those with one layer. It can be concluded that the new system developed with the addition of natural extracts showed the ability to be used in foods such as meat products and sliced cold products, where the antioxidant would reduce lipid oxidation and increase product shelf life.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-11T18:42:28Z No. of bitstreams: 1 2016 - K?nia Let?cia Ferreira Pessanha.pdf: 2366902 bytes, checksum: 926a4615f4a193d9328fe681ce73019f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-11T18:42:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - K?nia Let?cia Ferreira Pessanha.pdf: 2366902 bytes, checksum: 926a4615f4a193d9328fe681ce73019f (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / CNPq / The use of synthetic materials derived from non-renewable sources has generated a high environmental impact, which required from the industry, the development of polymeric materials based on biodegradable polymers. Polysaccharides such as starch, are capable of forming low cost homogeneous edible films, resulting in aggregate value to the food due to the film increased biodegradability and increased shelf life of packaged food by the possibility of adding antioxidants, nutrients and natural pigments, which raise the nutritional and organoleptic characteristics of the product. This work was aimed at developing and evaluating, chemically and physically, films from filmogenic solutions (SF) developed with cassava starch, freez-dried acai and glycerol, through spreading technique casting. After preparation under controlled conditions, SF were dried at 30 ? 5 ? C for 24 hours in an oven with forced air circulation. The resulting films were unmolded and stowed in relative humidity controlled at 52.9% for six days for further characterization. The developed films were characterized as the quantification of anthocyanins by High-Performance Liquid Chromatography (HPLC), Antioxidant Capacity by ABTS? + and ORAC, thickness, water solubility, permeability to water vapor (PVA), water activity (Aw) , contact angle, optical properties and mechanical properties. At the same time a control film was elaborated (without the addition of acai) that underwent the same physical tests. The results indicated that the addition of acai pulp enabled the development of an edible plastic rich in anthocyanins and higher antioxidant capacity (150,70 ?mol Trolox) than fruist like strawberry and raspberry. The anthocyanins had a higher interaction with the starch molecules, probably through the hydroxyl of both which established hydrogen bonds allowing immobilization of anthocyanins in the film, which was advantageous given the high instability of anthocyanins. The polymeric matrix added with freeze-dried acai had its thickness increased which caused an increase of the PVA, reduction of water solubility and water activity, the latter two being advantageous parameters for a food package. Regarding the mechanical properties, it was observed that the rupture power in drilling and deformation were reduced. In the pull test there was a reduction of stress at break and modulus of elasticity. The deformation in traction showed higher results, indicating that the addition of the freeze-dried acai increased film flexibility. As for color, the film presented a darker color compatible with the fruit, with a potential use for packaging of dark foods. / O uso de materiais sint?ticos oriundos de fontes n?o renov?veis tem gerado um alto impacto a n?vel ambiental, o que demanda da ind?stria o desenvolvimento de materiais a base de pol?meros biodegrad?veis. Polissacar?deos como o amido, t?m a capacidade de formar filmes comest?veis, homog?neos e de baixo custo, gerando valor agregado aos alimentos devido ? maior biodegradabilidade dos filmes e aumento da validade comercial do alimento embalado pela possibilidade da adi??o de compostos antioxidantes, nutrientes e pigmentos naturais ao filme, o que pode elevar as caracter?sticas nutricionais e organol?pticas do alimento. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar, qu?mica e fisicamente, filmes a partir de solu??es filmog?nicas (SF) elaboradas com amido de mandioca, a?a? liofilizado e glicerol, atrav?s da t?cnica de espalhamento casting. Ap?s o preparo sob condi??es controladas, as SF foram desidratadas a 30?C ? 5 ?C por 24h em estufa com circula??o de ar for?ada. Os filmes resultantes foram desenformados e acondicionados em umidade relativa do ar controlada a 52,9% por seis dias para posterior caracteriza??o. Os filmes foram caracterizados quanto a quantifica??o de antocianinas por Cromatografia L?quida de Alta Efici?ncia (CLAE), capacidade antioxidante por ABTS?+ e ORAC, espessura, solubilidade em ?gua, permeabilidade ao vapor de ?gua (PVA), atividade de ?gua (Aw), ?ngulo de contato, propriedades ?pticas e propriedades mec?nicas. Concomitantemente foi elaborado um filme controle (sem adi??o de a?a?) que foi submetido aos mesmos testes f?sicos. Os resultados indicaram que a adi??o do a?a? liofilizado permitiu o desenvolvimento de um filme pl?stico rico em antocianinas e com alta capacidade antioxidante (150,70 ?mol Trolox) superior a frutas como o morango e framboesa. As antocianinas tiveram uma alta intera??o com as mol?culas de amido, provavelmente atrav?s das hidroxilas de ambos que estabeleceram liga??es de hidrog?nio permitindo a imobiliza??o das antocianinas no filme, o que foi vantajoso visto a instabilidade das antocianinas. A matriz polim?rica adicionada de a?a? liofilizado teve sua espessura aumentada o que provocou aumento da PVA, redu??o da solubilidade em ?gua e da atividade de ?gua, sendo estes dois ?ltimos par?metros vantajosos para uma embalagem de alimentos. Quanto ?s propriedades mec?nicas, observou-se que a for?a de ruptura e a deforma??o na perfura??o foram reduzidas. No teste de tra??o houve redu??o da tens?o na ruptura e no m?dulo de elasticidade. A deforma??o na tra??o apresentou maior resultado, indicando que a adi??o do a?a? liofilizado aumentou a flexibilidade do filme. Quanto a cor, o filme apresentou colora??o escura compat?vel com o fruto, com potencial uso para embalagem de alimentos escuros.

Orientadores: Theo Guenter Kieckbusch, Mariana Altenhofen da Silva, Mara Elga Medeiros Braga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bierhalz_AndreaCristianeKrause_D.pdf: 3476268 bytes, checksum: abb7f538beee2f7625671122ea9f53a4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Filmes ativos à base de alginato de sódio reticulados com íons cálcio e/ou bário e contendo natamicina como antimicrobiano foram confeccionados por um processo envolvendo duas etapas. Inicialmente, filmes com baixo grau de reticulação foram formados por casting (1º estágio). Após a secagem, estes pré-filmes foram submetidos a um segundo tratamento por imersão em soluções mais concentradas de agentes reticulantes, gerando quatro diferentes formulações (Ca-Ca, Ba-Ca, Ba-Ba e Ca-Ba, dependendo do íon utilizado no 1º e no 2º estágio de reticulação). Foram avaliadas as propriedades físico-químicas, a cinética de liberação da natamicina e o efeito antimicótico in vitro e em fatias de queijo Prato das diferentes formulações. O Ba2+ apresentou potencialidade para uso em filmes de alginato somente quando a reticulação era combinada com íons Ca2+. Os filmes Ca-Ca e Ba-Ca apresentaram características adequadas para aplicações como embalagem. Os filmes Ba-Ba tiveram um aspecto insatisfatório, alta solubilidade em água e alto intumescimento. O tempo de imersão na solução reticuladora influenciou as propriedades dos filmes Ca-Ba, que apresentaram maior permeabilidade ao vapor de água e ao oxigênio, maior opacidade e rugosidade, consequência de uma reticulação ineficiente da estrutura interna do filme. Três métodos de incorporação de natamicina foram avaliados: o método convencional, em que o antimicrobiano é adicionado diretamente à solução polimérica, a impregnação por imersão dos filmes em soluções contendo natamicina e a impregnação por solvente supercrítico. Filmes ativos confeccionados pelo método convencional apresentaram maior quantidade de natamicina, mas a formação de cristais na superfície afetou a sua transparência, rugosidade e resistência mecânica. O processamento com CO2 supercrítico (200 bar, 40°C) e etanol como cossolvente (10% molar) resultou em filmes Ca-Ca com alta transparência devido à micronização da natamicina, e com carga adequada de antimicrobiano, mas o processo é extremamente lento. Todos os filmes contendo natamicina apresentaram efeito antimicótico frente às espécies testadas, porém uma inibição menos intensa do crescimento fúngico foi observada para os filmes Ba-Ca. Em amostras de queijos Prato, os filmes Ca-Ca sem natamicina foram capazes de inibir o crescimento microbiano por 5 dias a 25°C. Filmes ativos impediram o crescimento por até 30 dias a 25°C. Ensaios de liberação da natamicina em água apresentaram bom ajuste ao modelo difusional da segunda Lei de Fick, com valores de difusividades na ordem de 10-11 cm2/s para os filmes impregnados pelo método convencional e de 10-10 cm2/s para os filmes processados com CO2 supercrítico. Um novo modelo baseado na solução matemática de difusão em dois meios compostos semi-infinitos foi desenvolvido e aplicado aos dados de liberação de natamicina em materiais semi-sólidos (géis de ágar e gelatina e fatias de queijo). Utilizando difusividades de natamicina nos filmes com a mesma atividade de água dos meios sólidos de liberação, o modelo foi adequado para estimar a difusividade nos géis e no queijo / Abstract: Alginate antimycotic films crosslinked with calcium and/or barium ions and containing natamycin as antimicrobial agent were prepared in a two step process. Initially, films with a low degree of reticulation were obtained by casting. After solvent evaporation, these pre-films were further crosslinked by immersion in a more concentrated Ca2+ or Ba2+ solution resulting in four different formulations (Ca-Ca, Ba-Ca, Ba-Ba e Ca-Ba, depending on the ion used in the 1st and 2nd stage). Physico-chemical properties, release behavior of natamycin and antimicrobial activity in vitro and on cheese slices of the different film formulations were monitored. Ba2+ ions were relevant as crosslinking agents only if combined with Ca2+ ions. Ca-Ca and Ba-Ca films presented appropriated features as packaging material. Ba-Ba films showed unsuitable attributes such as heterogeneities and high soluble matter in water and high swelling degree. The immersion time in the crosslinking solution affected the properties of Ca-Ba films. These films showed high opacity, surface roughness and water vapor and oxygen permeabilities due to inefficient bulk crosslinking. Three loading methods were tested: the conventional method, with natamycin added directly to the polymeric film forming solution, the absorption technique when prepared films are immersed in solutions containing natamycin and by supercritical CO2 impregnation. Active films manufactured by the conventional method showed higher loading capacities, but crystal deposits across the film affected their transparency, roughness and mechanical properties. The supercritical method (200 bar, 40°C) using ethanol as cosolvent (10% molar) resulted in Ca-Ca transparent films due to natamycin micronization, with suitable loading yields but the process is extremely time-consuming. All films containing natamycin exhibited antimycotic activity against the tested species and the smallest halo inhibition diameter was observed for Ba-Ca films. On cheese slices, Ca-Ca films without natamycin were able to inhibit the microbial growth for 5 days at 25°C, due to low O2 permeability. Active films inhibit the growth up to 30 days at 25°C. Data of natamycin release in water fitted well to Fick¿s diffusional model, with effective diffusivity values of the order of 10-12 cm2/s in conventional loaded films but 10-10 cm2/s for CO2 loaded films. Release tests in aqueous ethanolic solutions indicated a strong influence of the water activity on the diffusivities. A new release model based on the mathematical solution of the diffusion in two semi-infinite composite media was developed and applied to data of natamycin transferred to semi-solid material (agar and gelatine gels, and cheese slices). Using natamycin diffusivities in films with the same water activity of the solid release media, the model was able to estimate natamycin diffusivities in the gels and in cheese / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutora em Engenharia Quimica