Novas estruturas nanométricas vêm sendo desenvolvidas e estudadas para aplicação em várias áreas, inclusive na indústria de alimentos. No presente estudo, foram desenvolvidos lipossomas de fosfatidilcolina purificada (Phospholipon®) e semi- purificada a partir de lecitina de soja, contendo o peptídeo antimicrobiano nisina. Esses lipossomas foram caracterizados através de seu tamanho, polidispersividade, potencial zeta, eficiência de encapsulação e estabilidade. Lipossomas com 1,0 mg/ml de nisina, feitos de Phospholipon® apresentaram maior estabilidade e eficiência de encapsulação, sendo selecionados para incorporação em filmes nanocompósitos contendo 0,5g/l da nanoargila haloisita e biopolímeros (gelatina e caseína). Esses filmes foram caracterizados quanto a propriedades antimicrobianas, estruturais, mecânicas, térmicas e ópticas. Os filmes inibiram as bactérias Gram-positivas Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. A adição de lipossomas e haloisita aumentou a rugosidade dos filmes e diminuiu a temperatura de transição vítrea. A espectroscopia infravermelho evidenciou que não houve interações químicas entre os lipossomas e haloisita com a matriz protéica. Os filmes de caseína se mostraram mais finos e amarelados, mais rígidos e menos elásticos quando comparados aos filmes de gelatina. Para realizar uma avaliação da toxicidade aguda dos componentes nanométricos presentes nos filmes, foi utilizado o nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo biológico. Foram avaliados os parâmetros dose letal mediana (DL50), desenvolvimento dos vermes, peroxidação lipídica, produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e produção das enzimas catalase e superóxido dismutase. A nisina livre apresentou a menor DL50 entre os componentes do presente estudo (0,239 mg/ml) e promoveu a diminuição do tamanho corporal dos vermes nessa concentração. A taxa de sobrevivência em lipossomas controle (contendo apenas tampão fosfato) e lipossomas contendo nisina foi de 94,3 e 73, 6%, respectivamente, sugerindo que os lipossomas podem ser considerados sistemas não-tóxicos para aplicação em alimentos. Foram também testadas as nanorgilas haloisita, bentonita e montmorilonita modificada com octadecilamina, puras e com nisina adsorvida. A haloisita foi a argila menos tóxica, com DL50 8,38 mg/ml, ao passo que a montmorilonita modificada com octadecilamina foi a mais tóxica, com DL50 0,35 mg/ml. A adsorção de nisina à haloisita e bentonita provocou uma grande diminuição na sobrevivência dos vermes, o que não ocorreu com a montmorilonita modificada com octadecilamina. Todas as argilas alteraram em algum grau o desenvolvimento dos vermes, sendo mais pronunciado no tratamento com bentonita. Todos os componentes testados provocaram aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio e alterações nas quantidades de CAT e SOD. A peroxidação lipídica foi detectada apenas em vermes expostos à montmorillonita modificada com octadecilamina, em doses maiores que a DL50. O teste de Spearman demonstrou que a taxa de morte e o nível de ERO estão positivamente correlacionados, sugerindo que o provável mecanismo de toxicidade é o estresse oxidativo. / New nanoscale structures have been developed and studied for use in many areas, including food industry. In the present study, were developed liposomes made of purified(Phospholipon®) and semi-purified phosphatidylcholine, containing the antimicrobial peptide nisin. These liposomes were characterized by their size, polydispersity, zeta potential, encapsulation efficiency and stability. Liposomes with 1.0 mg/ml of nisin, made of Phospholipon® showed greater stability and encapsulation efficiency and were selected for incorporation in nanocomposite films containing 0.5 g/ l of halloysite nanoclay and biopolymers (gelatin and casein). These films were characterized for antimicrobial properties, structural, mechanical, thermal and optical. The films inhibited Gram-positive bacteria Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens and Bacillus cereus. The addition of liposomes and halloysite increased roughness of the films and decreased the glass transition temperature. The infrared spectroscopy showed that no chemical interactions occurred between the liposomes and halloysite with the protein matrix. The casein films were thinner, yellowish, more rigid and less elastic compared to gelatin films. To evaluate the acute toxicity of nanometric components present in the films, we used the nematode Caenorhabditis elegans as biological model. Were evaluated the parameters median lethal dose (LD50), development of worms, lipid peroxidation, production of reactive oxygen species (ROS) and production of enzymes catalase and superoxide dismutase. The free nisin showed the lowest LD50 among the components of this study (0.239 mg/ml) and promoted decrease in body size of the worms at this concentration. The survival rate in control liposomes (containing only phosphate buffer) and liposomes containing nisin was 94.3 and 73 6%, respectively, suggesting that the liposomes may be considered non-toxic for use in food systems. The nanoclays halloysite, bentonite and montmorillonite modified with octadecylamine, pure and with adsorbed nisin were also tested. Halloysite was less toxic nanoclay, with LD50 8.38 mg/ml, whereas the montmorillonite modified with octadecylamine was more toxic with LD50 0.35 mg/ml. The adsorption of nisin to halloysite and bentonite caused a large decrease in the survival of worms, which did not occur with the montmorillonite modified with octadecylamine. All nanoclays altered in some degree the development of the worms, but it was more pronounced in treatment with bentonite. All tested components caused increased levels of reactive oxygen species and changes in amounts of CAT and SOD. Lipid peroxidation was detected only in worms exposed to montmorillonite modified with octadecylamine, at doses higher than the LD50. Spearman's test showed that the death rate and the level of ROS are positively correlated, suggesting that the probable mechanism of toxicity is oxidative stress.

Novas estruturas nanométricas vêm sendo desenvolvidas e estudadas para aplicação em várias áreas, inclusive na indústria de alimentos. No presente estudo, foram desenvolvidos lipossomas de fosfatidilcolina purificada (Phospholipon®) e semi- purificada a partir de lecitina de soja, contendo o peptídeo antimicrobiano nisina. Esses lipossomas foram caracterizados através de seu tamanho, polidispersividade, potencial zeta, eficiência de encapsulação e estabilidade. Lipossomas com 1,0 mg/ml de nisina, feitos de Phospholipon® apresentaram maior estabilidade e eficiência de encapsulação, sendo selecionados para incorporação em filmes nanocompósitos contendo 0,5g/l da nanoargila haloisita e biopolímeros (gelatina e caseína). Esses filmes foram caracterizados quanto a propriedades antimicrobianas, estruturais, mecânicas, térmicas e ópticas. Os filmes inibiram as bactérias Gram-positivas Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. A adição de lipossomas e haloisita aumentou a rugosidade dos filmes e diminuiu a temperatura de transição vítrea. A espectroscopia infravermelho evidenciou que não houve interações químicas entre os lipossomas e haloisita com a matriz protéica. Os filmes de caseína se mostraram mais finos e amarelados, mais rígidos e menos elásticos quando comparados aos filmes de gelatina. Para realizar uma avaliação da toxicidade aguda dos componentes nanométricos presentes nos filmes, foi utilizado o nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo biológico. Foram avaliados os parâmetros dose letal mediana (DL50), desenvolvimento dos vermes, peroxidação lipídica, produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e produção das enzimas catalase e superóxido dismutase. A nisina livre apresentou a menor DL50 entre os componentes do presente estudo (0,239 mg/ml) e promoveu a diminuição do tamanho corporal dos vermes nessa concentração. A taxa de sobrevivência em lipossomas controle (contendo apenas tampão fosfato) e lipossomas contendo nisina foi de 94,3 e 73, 6%, respectivamente, sugerindo que os lipossomas podem ser considerados sistemas não-tóxicos para aplicação em alimentos. Foram também testadas as nanorgilas haloisita, bentonita e montmorilonita modificada com octadecilamina, puras e com nisina adsorvida. A haloisita foi a argila menos tóxica, com DL50 8,38 mg/ml, ao passo que a montmorilonita modificada com octadecilamina foi a mais tóxica, com DL50 0,35 mg/ml. A adsorção de nisina à haloisita e bentonita provocou uma grande diminuição na sobrevivência dos vermes, o que não ocorreu com a montmorilonita modificada com octadecilamina. Todas as argilas alteraram em algum grau o desenvolvimento dos vermes, sendo mais pronunciado no tratamento com bentonita. Todos os componentes testados provocaram aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio e alterações nas quantidades de CAT e SOD. A peroxidação lipídica foi detectada apenas em vermes expostos à montmorillonita modificada com octadecilamina, em doses maiores que a DL50. O teste de Spearman demonstrou que a taxa de morte e o nível de ERO estão positivamente correlacionados, sugerindo que o provável mecanismo de toxicidade é o estresse oxidativo. / New nanoscale structures have been developed and studied for use in many areas, including food industry. In the present study, were developed liposomes made of purified(Phospholipon®) and semi-purified phosphatidylcholine, containing the antimicrobial peptide nisin. These liposomes were characterized by their size, polydispersity, zeta potential, encapsulation efficiency and stability. Liposomes with 1.0 mg/ml of nisin, made of Phospholipon® showed greater stability and encapsulation efficiency and were selected for incorporation in nanocomposite films containing 0.5 g/ l of halloysite nanoclay and biopolymers (gelatin and casein). These films were characterized for antimicrobial properties, structural, mechanical, thermal and optical. The films inhibited Gram-positive bacteria Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens and Bacillus cereus. The addition of liposomes and halloysite increased roughness of the films and decreased the glass transition temperature. The infrared spectroscopy showed that no chemical interactions occurred between the liposomes and halloysite with the protein matrix. The casein films were thinner, yellowish, more rigid and less elastic compared to gelatin films. To evaluate the acute toxicity of nanometric components present in the films, we used the nematode Caenorhabditis elegans as biological model. Were evaluated the parameters median lethal dose (LD50), development of worms, lipid peroxidation, production of reactive oxygen species (ROS) and production of enzymes catalase and superoxide dismutase. The free nisin showed the lowest LD50 among the components of this study (0.239 mg/ml) and promoted decrease in body size of the worms at this concentration. The survival rate in control liposomes (containing only phosphate buffer) and liposomes containing nisin was 94.3 and 73 6%, respectively, suggesting that the liposomes may be considered non-toxic for use in food systems. The nanoclays halloysite, bentonite and montmorillonite modified with octadecylamine, pure and with adsorbed nisin were also tested. Halloysite was less toxic nanoclay, with LD50 8.38 mg/ml, whereas the montmorillonite modified with octadecylamine was more toxic with LD50 0.35 mg/ml. The adsorption of nisin to halloysite and bentonite caused a large decrease in the survival of worms, which did not occur with the montmorillonite modified with octadecylamine. All nanoclays altered in some degree the development of the worms, but it was more pronounced in treatment with bentonite. All tested components caused increased levels of reactive oxygen species and changes in amounts of CAT and SOD. Lipid peroxidation was detected only in worms exposed to montmorillonite modified with octadecylamine, at doses higher than the LD50. Spearman's test showed that the death rate and the level of ROS are positively correlated, suggesting that the probable mechanism of toxicity is oxidative stress.

Novas estruturas nanométricas vêm sendo desenvolvidas e estudadas para aplicação em várias áreas, inclusive na indústria de alimentos. No presente estudo, foram desenvolvidos lipossomas de fosfatidilcolina purificada (Phospholipon®) e semi- purificada a partir de lecitina de soja, contendo o peptídeo antimicrobiano nisina. Esses lipossomas foram caracterizados através de seu tamanho, polidispersividade, potencial zeta, eficiência de encapsulação e estabilidade. Lipossomas com 1,0 mg/ml de nisina, feitos de Phospholipon® apresentaram maior estabilidade e eficiência de encapsulação, sendo selecionados para incorporação em filmes nanocompósitos contendo 0,5g/l da nanoargila haloisita e biopolímeros (gelatina e caseína). Esses filmes foram caracterizados quanto a propriedades antimicrobianas, estruturais, mecânicas, térmicas e ópticas. Os filmes inibiram as bactérias Gram-positivas Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. A adição de lipossomas e haloisita aumentou a rugosidade dos filmes e diminuiu a temperatura de transição vítrea. A espectroscopia infravermelho evidenciou que não houve interações químicas entre os lipossomas e haloisita com a matriz protéica. Os filmes de caseína se mostraram mais finos e amarelados, mais rígidos e menos elásticos quando comparados aos filmes de gelatina. Para realizar uma avaliação da toxicidade aguda dos componentes nanométricos presentes nos filmes, foi utilizado o nemátodo Caenorhabditis elegans como modelo biológico. Foram avaliados os parâmetros dose letal mediana (DL50), desenvolvimento dos vermes, peroxidação lipídica, produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e produção das enzimas catalase e superóxido dismutase. A nisina livre apresentou a menor DL50 entre os componentes do presente estudo (0,239 mg/ml) e promoveu a diminuição do tamanho corporal dos vermes nessa concentração. A taxa de sobrevivência em lipossomas controle (contendo apenas tampão fosfato) e lipossomas contendo nisina foi de 94,3 e 73, 6%, respectivamente, sugerindo que os lipossomas podem ser considerados sistemas não-tóxicos para aplicação em alimentos. Foram também testadas as nanorgilas haloisita, bentonita e montmorilonita modificada com octadecilamina, puras e com nisina adsorvida. A haloisita foi a argila menos tóxica, com DL50 8,38 mg/ml, ao passo que a montmorilonita modificada com octadecilamina foi a mais tóxica, com DL50 0,35 mg/ml. A adsorção de nisina à haloisita e bentonita provocou uma grande diminuição na sobrevivência dos vermes, o que não ocorreu com a montmorilonita modificada com octadecilamina. Todas as argilas alteraram em algum grau o desenvolvimento dos vermes, sendo mais pronunciado no tratamento com bentonita. Todos os componentes testados provocaram aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio e alterações nas quantidades de CAT e SOD. A peroxidação lipídica foi detectada apenas em vermes expostos à montmorillonita modificada com octadecilamina, em doses maiores que a DL50. O teste de Spearman demonstrou que a taxa de morte e o nível de ERO estão positivamente correlacionados, sugerindo que o provável mecanismo de toxicidade é o estresse oxidativo. / New nanoscale structures have been developed and studied for use in many areas, including food industry. In the present study, were developed liposomes made of purified(Phospholipon®) and semi-purified phosphatidylcholine, containing the antimicrobial peptide nisin. These liposomes were characterized by their size, polydispersity, zeta potential, encapsulation efficiency and stability. Liposomes with 1.0 mg/ml of nisin, made of Phospholipon® showed greater stability and encapsulation efficiency and were selected for incorporation in nanocomposite films containing 0.5 g/ l of halloysite nanoclay and biopolymers (gelatin and casein). These films were characterized for antimicrobial properties, structural, mechanical, thermal and optical. The films inhibited Gram-positive bacteria Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens and Bacillus cereus. The addition of liposomes and halloysite increased roughness of the films and decreased the glass transition temperature. The infrared spectroscopy showed that no chemical interactions occurred between the liposomes and halloysite with the protein matrix. The casein films were thinner, yellowish, more rigid and less elastic compared to gelatin films. To evaluate the acute toxicity of nanometric components present in the films, we used the nematode Caenorhabditis elegans as biological model. Were evaluated the parameters median lethal dose (LD50), development of worms, lipid peroxidation, production of reactive oxygen species (ROS) and production of enzymes catalase and superoxide dismutase. The free nisin showed the lowest LD50 among the components of this study (0.239 mg/ml) and promoted decrease in body size of the worms at this concentration. The survival rate in control liposomes (containing only phosphate buffer) and liposomes containing nisin was 94.3 and 73 6%, respectively, suggesting that the liposomes may be considered non-toxic for use in food systems. The nanoclays halloysite, bentonite and montmorillonite modified with octadecylamine, pure and with adsorbed nisin were also tested. Halloysite was less toxic nanoclay, with LD50 8.38 mg/ml, whereas the montmorillonite modified with octadecylamine was more toxic with LD50 0.35 mg/ml. The adsorption of nisin to halloysite and bentonite caused a large decrease in the survival of worms, which did not occur with the montmorillonite modified with octadecylamine. All nanoclays altered in some degree the development of the worms, but it was more pronounced in treatment with bentonite. All tested components caused increased levels of reactive oxygen species and changes in amounts of CAT and SOD. Lipid peroxidation was detected only in worms exposed to montmorillonite modified with octadecylamine, at doses higher than the LD50. Spearman's test showed that the death rate and the level of ROS are positively correlated, suggesting that the probable mechanism of toxicity is oxidative stress.

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.

Espumas à base de amido possuem limitações para utilização como embalagens na indústria alimentícia, principalmente, devido à alta hidrofilicidade e fragilidade. Para melhorar essas propriedades, torna-se necessário o uso de plastificantes e outros aditivos, como proteínas e fibras lignocelulósicas, ou ainda um aditivo fonte desses recursos, como a torta de gergelim obtida como resíduo do processamento do gergelim. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar espumas à base de amido de mandioca adicionadas de 0 – 40 % (m/m) de resíduo de gergelim, produzidas pelo processo de expansão térmica, a fim de avaliar a influência do aditivo nas propriedades físicas, morfológicas e mecânicas dos materiais obtidos para utilização como embalagens para alimentos. A adição do resíduo resultou em espumas com menores espessuras e densidade aparente, bem como, maior capacidade de expansão dos materiais. Além disso, apresentaram melhores propriedades mecânicas e, em geral, menores capacidade de absorção de água e adsorção de água em baixas umidades relativas, em relação aos materiais compostos somente por amido. Embora as propriedades mecânicas das espumas sejam influenciadas pelas condições de umidade relativa de armazenamento, as espumas contendo 20 % de resíduo (20R) apresentaram uma combinação de propriedades no ensaio de tração (resistência à tração e módulo de elasticidade) que podem ser consideradas comparáveis às amostras de bandejas comercias de poliestireno expandido (EPS), nas três umidades relativas avaliadas (33, 53 e 90 %). Os resultados obtidos nos ensaios de flexão dessas espumas indicaram que as mesmas foram mais rígidas e menos flexíveis do que as amostras de EPS. A adição de 20 % de resíduo resultou em importantes melhorias nas propriedades físicas e mecânicas em comparação às espumas à base de amido de mandioca, além de apresentarem menos defeitos morfológicos do que os observados em espumas com maiores teores do resíduo (30 e 40 %). Foram realizados testes de aplicação das espumas 20R no acondicionamento de dois tipos de alimentos com diferentes teores de umidade: bolo (23 %) e brócolis (91 %), em comparação ao armazenamento em embalagens comerciais de EPS. A partir dos resultados obtidos para a variação de umidade, perda de massa e propriedades mecânicas na flexão das embalagens, foi observado que as espumas propostas não foram adequadas para o acondicionamento das amostras de brócolis, apresentando alta absorção de umidade e deformações após três dias de contato com o alimento. Por outro lado, as espumas 20R mostraram bom desempenho no acondicionamento das amostras de bolo, não apresentando mudanças significativas nas propriedades mecânicas no período de 3 a 9 dias de armazenamento. Dessa forma, o resíduo de gergelim em combinação com o amido de mandioca mostrou elevado potencial para o desenvolvimento de espumas que podem ser utilizadas como embalagens para alimentos com baixos teores de umidade, sendo necessários estudos mais detalhados, considerando principalmente aspectos de segurança para utilização de resíduos em produtos em contato direto com alimentos. / Starch based foams have limitations for use as food packaging, mainly due to high hydrophilicity and fragility. In order to improve these properties it is necessary the use of plasticizers and others additives, such as lignocellulosic fibers and proteins, or an additive source of these constituents like sesame cake, which it is obtained from sesame processing. In this way, the main objective of this work was to develop and characterize starch based foams added with 0 – 40 % (w/w) of sesame residue to evaluate the influence of this additive on physical, morphological and mechanical properties of materials for using as food packaging. The foams were produce by thermal expansion process. Residue addition resulted in foams with smaller thickness and density, as well as greater expansion capacity of the materials produced. In addition, foams incorporated with residue exhibited better mechanical properties and, in general, lower water capacity absorption and water adsorption at low relative humidities compared to foams made only with starch. Although mechanical properties of the foams are affected by storage humidity conditions, foams added with 20 % of residue (20R) showed tensile properties (tensile strength and tensile elasticity modulus) that can be considered comparable to expanded polystyrene (EPS) commercial trays for different relative humidities evaluated (33, 53 and 90 %). Flexural properties indicated that starch foams produced was tougher and less flexible than EPS commercial trays. Addition of 20 % of sesame residue on cassava starch-based foams resulted in relevant improvements compared to foams without residue. Besides that, fewer morphological defects were noted, as observed in foams with higher residue content (30 and 40 %). Thus, 20R formulation was selected to carrying out applicability tests of starch-based foams in packaging of two types of food with different moisture content: cake (23 %) and broccoli (91 %) compared to EPS commercial packaging. From the results obtained for moisture variation, loss of weight and flexural properties of the foams, it was found that the material proposed was not applicable to package broccoli samples. Due to high water absorption by the foams alterations on the shape were noted in the materials after 3 days in contact with this food. Nonetheless, foams based on cassava starch and 20 % of sesame residue exhibited a good performance during storage time of cake samples (9 days). It was not observed any effect on flexural mechanical properties for 3 to 9 days of storage. Thereby, sesame cake added to cassava starch showed high potential to developing foams that could be used as packaging for low moisture food. Additionally, more detailed studies are necessary, especially considering safety aspects mainly for using agricultural residues directly in contact with food products.

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.

Espumas à base de amido possuem limitações para utilização como embalagens na indústria alimentícia, principalmente, devido à alta hidrofilicidade e fragilidade. Para melhorar essas propriedades, torna-se necessário o uso de plastificantes e outros aditivos, como proteínas e fibras lignocelulósicas, ou ainda um aditivo fonte desses recursos, como a torta de gergelim obtida como resíduo do processamento do gergelim. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar espumas à base de amido de mandioca adicionadas de 0 – 40 % (m/m) de resíduo de gergelim, produzidas pelo processo de expansão térmica, a fim de avaliar a influência do aditivo nas propriedades físicas, morfológicas e mecânicas dos materiais obtidos para utilização como embalagens para alimentos. A adição do resíduo resultou em espumas com menores espessuras e densidade aparente, bem como, maior capacidade de expansão dos materiais. Além disso, apresentaram melhores propriedades mecânicas e, em geral, menores capacidade de absorção de água e adsorção de água em baixas umidades relativas, em relação aos materiais compostos somente por amido. Embora as propriedades mecânicas das espumas sejam influenciadas pelas condições de umidade relativa de armazenamento, as espumas contendo 20 % de resíduo (20R) apresentaram uma combinação de propriedades no ensaio de tração (resistência à tração e módulo de elasticidade) que podem ser consideradas comparáveis às amostras de bandejas comercias de poliestireno expandido (EPS), nas três umidades relativas avaliadas (33, 53 e 90 %). Os resultados obtidos nos ensaios de flexão dessas espumas indicaram que as mesmas foram mais rígidas e menos flexíveis do que as amostras de EPS. A adição de 20 % de resíduo resultou em importantes melhorias nas propriedades físicas e mecânicas em comparação às espumas à base de amido de mandioca, além de apresentarem menos defeitos morfológicos do que os observados em espumas com maiores teores do resíduo (30 e 40 %). Foram realizados testes de aplicação das espumas 20R no acondicionamento de dois tipos de alimentos com diferentes teores de umidade: bolo (23 %) e brócolis (91 %), em comparação ao armazenamento em embalagens comerciais de EPS. A partir dos resultados obtidos para a variação de umidade, perda de massa e propriedades mecânicas na flexão das embalagens, foi observado que as espumas propostas não foram adequadas para o acondicionamento das amostras de brócolis, apresentando alta absorção de umidade e deformações após três dias de contato com o alimento. Por outro lado, as espumas 20R mostraram bom desempenho no acondicionamento das amostras de bolo, não apresentando mudanças significativas nas propriedades mecânicas no período de 3 a 9 dias de armazenamento. Dessa forma, o resíduo de gergelim em combinação com o amido de mandioca mostrou elevado potencial para o desenvolvimento de espumas que podem ser utilizadas como embalagens para alimentos com baixos teores de umidade, sendo necessários estudos mais detalhados, considerando principalmente aspectos de segurança para utilização de resíduos em produtos em contato direto com alimentos. / Starch based foams have limitations for use as food packaging, mainly due to high hydrophilicity and fragility. In order to improve these properties it is necessary the use of plasticizers and others additives, such as lignocellulosic fibers and proteins, or an additive source of these constituents like sesame cake, which it is obtained from sesame processing. In this way, the main objective of this work was to develop and characterize starch based foams added with 0 – 40 % (w/w) of sesame residue to evaluate the influence of this additive on physical, morphological and mechanical properties of materials for using as food packaging. The foams were produce by thermal expansion process. Residue addition resulted in foams with smaller thickness and density, as well as greater expansion capacity of the materials produced. In addition, foams incorporated with residue exhibited better mechanical properties and, in general, lower water capacity absorption and water adsorption at low relative humidities compared to foams made only with starch. Although mechanical properties of the foams are affected by storage humidity conditions, foams added with 20 % of residue (20R) showed tensile properties (tensile strength and tensile elasticity modulus) that can be considered comparable to expanded polystyrene (EPS) commercial trays for different relative humidities evaluated (33, 53 and 90 %). Flexural properties indicated that starch foams produced was tougher and less flexible than EPS commercial trays. Addition of 20 % of sesame residue on cassava starch-based foams resulted in relevant improvements compared to foams without residue. Besides that, fewer morphological defects were noted, as observed in foams with higher residue content (30 and 40 %). Thus, 20R formulation was selected to carrying out applicability tests of starch-based foams in packaging of two types of food with different moisture content: cake (23 %) and broccoli (91 %) compared to EPS commercial packaging. From the results obtained for moisture variation, loss of weight and flexural properties of the foams, it was found that the material proposed was not applicable to package broccoli samples. Due to high water absorption by the foams alterations on the shape were noted in the materials after 3 days in contact with this food. Nonetheless, foams based on cassava starch and 20 % of sesame residue exhibited a good performance during storage time of cake samples (9 days). It was not observed any effect on flexural mechanical properties for 3 to 9 days of storage. Thereby, sesame cake added to cassava starch showed high potential to developing foams that could be used as packaging for low moisture food. Additionally, more detailed studies are necessary, especially considering safety aspects mainly for using agricultural residues directly in contact with food products.

Espumas à base de amido possuem limitações para utilização como embalagens na indústria alimentícia, principalmente, devido à alta hidrofilicidade e fragilidade. Para melhorar essas propriedades, torna-se necessário o uso de plastificantes e outros aditivos, como proteínas e fibras lignocelulósicas, ou ainda um aditivo fonte desses recursos, como a torta de gergelim obtida como resíduo do processamento do gergelim. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar espumas à base de amido de mandioca adicionadas de 0 – 40 % (m/m) de resíduo de gergelim, produzidas pelo processo de expansão térmica, a fim de avaliar a influência do aditivo nas propriedades físicas, morfológicas e mecânicas dos materiais obtidos para utilização como embalagens para alimentos. A adição do resíduo resultou em espumas com menores espessuras e densidade aparente, bem como, maior capacidade de expansão dos materiais. Além disso, apresentaram melhores propriedades mecânicas e, em geral, menores capacidade de absorção de água e adsorção de água em baixas umidades relativas, em relação aos materiais compostos somente por amido. Embora as propriedades mecânicas das espumas sejam influenciadas pelas condições de umidade relativa de armazenamento, as espumas contendo 20 % de resíduo (20R) apresentaram uma combinação de propriedades no ensaio de tração (resistência à tração e módulo de elasticidade) que podem ser consideradas comparáveis às amostras de bandejas comercias de poliestireno expandido (EPS), nas três umidades relativas avaliadas (33, 53 e 90 %). Os resultados obtidos nos ensaios de flexão dessas espumas indicaram que as mesmas foram mais rígidas e menos flexíveis do que as amostras de EPS. A adição de 20 % de resíduo resultou em importantes melhorias nas propriedades físicas e mecânicas em comparação às espumas à base de amido de mandioca, além de apresentarem menos defeitos morfológicos do que os observados em espumas com maiores teores do resíduo (30 e 40 %). Foram realizados testes de aplicação das espumas 20R no acondicionamento de dois tipos de alimentos com diferentes teores de umidade: bolo (23 %) e brócolis (91 %), em comparação ao armazenamento em embalagens comerciais de EPS. A partir dos resultados obtidos para a variação de umidade, perda de massa e propriedades mecânicas na flexão das embalagens, foi observado que as espumas propostas não foram adequadas para o acondicionamento das amostras de brócolis, apresentando alta absorção de umidade e deformações após três dias de contato com o alimento. Por outro lado, as espumas 20R mostraram bom desempenho no acondicionamento das amostras de bolo, não apresentando mudanças significativas nas propriedades mecânicas no período de 3 a 9 dias de armazenamento. Dessa forma, o resíduo de gergelim em combinação com o amido de mandioca mostrou elevado potencial para o desenvolvimento de espumas que podem ser utilizadas como embalagens para alimentos com baixos teores de umidade, sendo necessários estudos mais detalhados, considerando principalmente aspectos de segurança para utilização de resíduos em produtos em contato direto com alimentos. / Starch based foams have limitations for use as food packaging, mainly due to high hydrophilicity and fragility. In order to improve these properties it is necessary the use of plasticizers and others additives, such as lignocellulosic fibers and proteins, or an additive source of these constituents like sesame cake, which it is obtained from sesame processing. In this way, the main objective of this work was to develop and characterize starch based foams added with 0 – 40 % (w/w) of sesame residue to evaluate the influence of this additive on physical, morphological and mechanical properties of materials for using as food packaging. The foams were produce by thermal expansion process. Residue addition resulted in foams with smaller thickness and density, as well as greater expansion capacity of the materials produced. In addition, foams incorporated with residue exhibited better mechanical properties and, in general, lower water capacity absorption and water adsorption at low relative humidities compared to foams made only with starch. Although mechanical properties of the foams are affected by storage humidity conditions, foams added with 20 % of residue (20R) showed tensile properties (tensile strength and tensile elasticity modulus) that can be considered comparable to expanded polystyrene (EPS) commercial trays for different relative humidities evaluated (33, 53 and 90 %). Flexural properties indicated that starch foams produced was tougher and less flexible than EPS commercial trays. Addition of 20 % of sesame residue on cassava starch-based foams resulted in relevant improvements compared to foams without residue. Besides that, fewer morphological defects were noted, as observed in foams with higher residue content (30 and 40 %). Thus, 20R formulation was selected to carrying out applicability tests of starch-based foams in packaging of two types of food with different moisture content: cake (23 %) and broccoli (91 %) compared to EPS commercial packaging. From the results obtained for moisture variation, loss of weight and flexural properties of the foams, it was found that the material proposed was not applicable to package broccoli samples. Due to high water absorption by the foams alterations on the shape were noted in the materials after 3 days in contact with this food. Nonetheless, foams based on cassava starch and 20 % of sesame residue exhibited a good performance during storage time of cake samples (9 days). It was not observed any effect on flexural mechanical properties for 3 to 9 days of storage. Thereby, sesame cake added to cassava starch showed high potential to developing foams that could be used as packaging for low moisture food. Additionally, more detailed studies are necessary, especially considering safety aspects mainly for using agricultural residues directly in contact with food products.

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.

Com as aplicações indiscriminadas de agrotóxicos e a falta de critérios na seleção destes, todo o ecossistema se torna comprometido, afetando também a saúde humana. A agricultura praticada em nosso país ainda é altamente dependente de agroquímicos, dentre os quais os fungicidas com função de largo espectro na eficácia do controle de uma variedade de fungos. Uma grande proporção da produção mundial destes fungicidas é o do pentaclorofenol, que é destinado ao uso como preservante da madeira e seus derivados, assim como, em processos de curtimento de couro e peles. A madeira e o couro por serem materiais de origem orgânica, sofrem deterioração por organismos xilófagos. Considerando que a celulose é a matéria prima utilizada na fabricação de embalagens de papel e papelão do gênero alimentício e que a produção da gelatina comestível é a partir do tecido conjuntivo (colágeno) extraído de peles, raspas de couro e osseína de mamíferos como suínos e bovinos, alimento este largamente consumido pela população infantil e como complemento nutricional dos desportistas, estes podem estar representando uma via de contaminação. A fim de se avaliar a incidência de resíduo de pentaclorofenol em gelatina comestível e a possibilidade da migração através da embalagem em contato com o alimento, procedeu-se a extração do pentaclorofenol em gelatina e na embalagem de papel. Para ambos, a determinação analítica foi realizada por Cromatografia Gasosa com Detector de Captura de Elétrons (CG Varian Star Modelo 3600 cx) com as seguintes condições operacionais: Temperatura da coluna: 100 °C (2 min), 10 °C min-1, 250 °C(0 min); Temperatura do Detector: 300 °C;Temperatura do Injetor: 250°C ; Modo de injeção: splitless; Volume da injeção: 1 μL . Os limites de detecção e quantificação encontrados foram 0,09 mg kg-1 e 0,3 mg kg-1 para a gelatina e 0,002 mg kg-1 e 0,06 mg kg-1 para as embalagens, respectivamente. Os níveis de recuperação ficaram entre 59,5% para amostras de gelatina e 82% para as embalagens. Os ensaios de migração foram feitos com 5 mL de solução padrão de 0,01 mg L-1 nas temperaturas 25, 40 e 60 °C e com tempo de exposição de 3, 6, 24 e 48 h . Os resultados demonstraram que das 25 marcas de gelatina comestível (n=125), apenas uma única marca teve a ocorrência da presença de pentaclorofenol abaixo do limite de quantificação no produto e em nenhuma embalagem observou-se a presença do mesmo. Posto isto, pode-se especular que há um processo maior de seleção nos fornecedores de matérias-prima para este tipo de alimento e que no processo de boas práticas de fabricação, as empresas têm se adequado com vistas a qualificar seus produtos. / With the indiscriminate applications of the pesticide and the lack of criteria defined in the election of these, the entire ecosystem if becomes engaged, affecting the health human. The agriculture in our country is still highly dependent on chemicals among them broad spectrum fungicides used to control a variety of fungi. Pentachlorophenol (PCP) represents a great percentage of the produced fungicides on a global scale, and is utilized in the preservation of wood and its derivates and fungicide in processes of tanning of animal hides. Wood and leather being organic materials are attacked by xylophagous organisms. Considering that cellulose is raw material for manufacturing some food paperboard packaging and cardboard and and that the production of the edible gelatin is from the fabric conjunctive (collagen) extracted of skins, leather scraps and ossein of mammals as swines and bovines, food this wide consumed by children and as nutritional complement of the athletes, these may constitute routes of a contamination. In order to evaluate the incidence of pentachlorophenol residue in edible gelatin and the possibility of its migration of the same in contact with the food, it was proceeded extraction from pentachlorophenol in gelatin and the packing of paper. For both matrixes the analytical determination was made by gas chromatography with electron capture detector (GC Varian Star Model 3600 Cx) using the following operational conditions: column temperature : 100 ºC (2 min), 10 ºC min-1, 250 °C (0 min); detector temperature: 300 ºC; injector temperature:250 ºC; injection mode: splitless ; injection volume: 1 μL . The detection (LOD) and quantitation (LOQ) limits are 0,09 mg kg-1 and 0,3 mg kg-1 for gelatin and 0,002 mg kg-1 and 0,06 mg kg-1 for the packaging , respectively. Recoveries ranged 59,5% for gelatin and 82% for the packaging. Migration assays in original packaging and products were made with 5 mL standard solution of 0,01mg L-1 in temperatures 25, 40 and 60 °C with 3, 6, 24 and 48 h of contact. The results showed that primarily packaging in polypropylene are effectiveness as a barrier to migration for this contaminants and so 25 marks (n=125) of edible gelatin only one had presence of PCP bellow LOQ and in none paperboard packaging occurred the presence of PCP. It is cogitated hypothesis of that companies is if adjusting good practical of manufacture and the election of suppliers.