Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-31T09:34:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 586265 bytes, checksum: a1cfa7bdb617d1c1b39d56b2ef641857 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T09:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 586265 bytes, checksum: a1cfa7bdb617d1c1b39d56b2ef641857 (MD5) Previous issue date: 2007-05-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Embalagens ativas são desenvolvidas no sentido de modificar características sensoriais e microbiológicas do produto embalado. As embalagens antimicrobianas atuam na inibição ou redução da microbiota contaminante dos alimentos para conservar o produto durante as fases de estocagem e de comercialização e assegurar ao consumidor a aquisição de um produto saudável. Este trabalho teve como objetivos desenvolver filmes e sachês incorporados com aldeído cinâmico e avaliar suas eficiências na conservação de massa de pastel e de pães de canela, ambos sem adição de conservante na formulação, para assegurar sua qualidade microbiológica e assim promover o aumento na vida de prateleira do produto. Os filmes e sachês antimicrobianos foram desenvolvidos com a incorporação de aldeído cinâmico nas concentrações de 5, 10 e 20% v/p. Foram avaliadas as atividades de inibição do crescimento in vitro para as bactérias Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes e Escherichia coli e para os fungos Fusarium oxysporum e Aspergillus flavus, na presença do filme e do sachê. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas dos filmes. Os filmes apresentaram melhor efeito inibitório, comparado ao dos sachês. Para todos os microrganismos testados, com exceção de E. coli, foram observados halos de inibição que apresentaram aumento proporcional ao aumento da concentração de aldeído cinâmico no filme. A espessura média dos filmes avaliados, independentemente da concentração de aldeído cinâmico, foi de 32,47 μm e a média de deformação relativa na carga máxima dos filmes foi de 2,05% a 8 oC e 1,73% a 25 oC. O filme com 10% de aldeído cinâmico apresentou carga máxima de deformação de 108,267 N, valor significativamente (p<0,05) menor que os valores constatados para os filmes-controle (0 %) e a 5 %. Posteriormente, os filmes antimicrobianos incorporados com 5 e 10% de aldeído cinâmico foram então intercalados em massas de pastel com 10 cm de diâmetro e também usados para envolver amostras de pães. Avaliaram-se a eficiência antimicrobiana, a migração do aldeído cinâmico para o produto e a sua aceitação pelo consumidor. Como controle foi usado filme sem adição do antimicrobiano. Os sistemas foram acondicionados em sacos de polietileno de baixa densidade (PEBD). Os sacos que continham massa de pastel foram armazenados a 8 ± 2 oC e analisados com 0, 5, 10, 30 e 60 dias de armazenamento, e aqueles contendo os pães foram armazenados à temperatura de 23 ± 2 oC e analisados após 0, 3, 6, 9 e 12 dias. Os pães, inicialmente, apresentaram contagem de coliformes <1,0 x 10 1 UFC.g -1 e as massas de pastel, contagem de coliformes <1,0 x 10 1 UFC.g -1 , Bacillus. cereus <1,0 x 10 2 UFC.g -1 e Staphylococcus spp. coagulase positiva <1,0 x 10 2 UFC.g -1 , em todos os tempos de armazenamento. Nas amostras de pães os filmes foram eficientes na inibição do crescimento de mesófilos aeróbios e de fungos filamentosos e leveduras, uma vez que na amostra-controle foi constatado aumento de quatro ciclos log no crescimento de ambos após 12 dias de estocagem. Nas amostras de pastel houve reduções de dois e três ciclos log para mesófilos aeróbios e Staphylococcus spp., respectivamente, para os filmes com 5 e 10 % de aldeído cinâmico, ao fim dos 60 dias de armazenamento. A contagem de fungos filamentosos e de leveduras permaneceu abaixo de 1,0x10 2 UFC.g -1 ) durante estocagem, para as amostras intercaladas com os filmes antimicrobianos. Em todas as avaliações os valores de pH e de atividade de água não influenciaram os resultados. A migração do aldeído cinâmico para o produto influenciou a aceitação das massas de pastel, em comparação à massa-controle, mas não influenciou a aceitação dos pães, possivelmente pela menor quantidade de aldeído cinâmico detectada nas amostras de pães. Ambos os produtos foram bem aceitos e as médias ficaram entre gostei ligeiramente (6) e gostei moderadamente (7). / Active Packaging has been developed in an effort to modify sensory and microbiologic characteristics of the packaged product quality. Antimicrobial packaging acts inhibiting or reducing the contaminated microbiota of the food, seeking to conserve the product during the storage and commercialization periods, assuring to the consumer acquisition of a healthy product. This work aimed to develop films and sachets incorporated with cinnamaldehyde and evaluate it’s efficiencies in turnover dough and cinnamon bread, both without addition of food additives. Antimicrobial films and sachets were developed with cinnamaldehyde incorporation in 5, 10, and 20 % v/w concentrations. Tests of growth inhibition halo were realized with Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Fusarium oxysporum and Aspergillus flavus in the film and sachet presence. Mechanical properties of the films were also evaluated. Films showed better inhibitory effect than sachets for all tested microorganisms, excepting E. coli. Inhibition halos increased as the cinnamaldehyde concentration increased in the film. Average film thickness was 32.47 μm, and the relative deformation at the maximum stress were 2.0507 % in 8 oC and 1.7282 % in 25 oC, independently cinnamaldehyde concentration. Film with 10% cinnamaldehyde showed maximum deformation (108.267 N) significantly (p < 0.05) less than control films (0 %) and 5 %. To verify the efficiency of the films in contact with foods the antimicrobial films incorporated with 5 and 10 % cinnamaldehyde were intercalated between turnover dough with 10 cm of diameter and also to involve breads. They were evaluated the antimicrobial efficiency, the cinnamaldehyde migration to the product and the sensory analysis. Film control (without cinnamaldehyde) was used. The systems were packed in low density polyethylene (LDPE) bags. The bags with turnover dough were stored at a 8 ± 1 oC and the analysis occured after 0, 5, 10, 30 and 60 storage days and those with bread were stored at 23 ± 2 oC and analyzed after 0, 3, 6, 9 and 12 days. Initially, the breads showed coliforms counting of <1.0 x 10 1 UFC.g -1 and the turnover dough had Bacillus cereus counting of <1.0 x 10 2 UFC.g -1 , coliforms <1.0 x 10 1 UFC.g -1 and Staphylococcus spp positive coagulase <1.0 x 10 2 UFC.g -1 in all tested times. The breads samples involved with the antimicrobial films showed efficiency in inhibition growth of mesophilic aerobes and fungi and yeast once compared to the control sample that presented an increase of 4 log growth cycles after 12 days of storage. The turnover dough had 2 and 3 log cycles reduction for mesophilic aerobes and Staphylococcus spp. respectively, to 5 and 10 % films at the end of 60 storage-days. The fungi counting stayed under 1.0 x 10 2 UFC.g -1 throughout storage period for the turnover dough samples intercalated with antimicrobial films. The pH values and water activity did not show any influence in the result of all evaluations. The cinnamaldehyde migration to the product had influence in the turnover dough acceptance than the control dough, but didn’t have influence in the bread acceptance, possibly due to the lower cinnamaldehyde quantity in the bread samples than the turnover dough samples. Both products were well accepted and the obtained average stayed between lightly liked (6) and moderately liked (7). / Dissertação antiga, sem ficha catalográfica.

Orientador: Márcia Regina de Moura Aouada / Resumo: A crescente preocupação em se consumir produtos que sejam ecologicamente corretos tem motivado pesquisas no desenvolvimento de novos materiais. Nesse sentido, filmes à base de polímeros naturais têm sido desenvolvidos com o objetivo de substituir parcialmente a utilização dos polímeros tradicionais. A utilização desses filmes, além de diminuir a geração de resíduos plásticos descartados no meio ambiente, podem ainda exercer a função de embalagem ativa, estendendo a vida útil dos alimentos. O presente trabalho consiste na elaboração de novos filmes comestíveis à base de gelatina e nanoemulsão de óleos essenciais de manjerona e de pimenta-preta. A gelatina é um polímero natural, biocompatível e biodegradável, possuindo boa capacidade de formar filmes flexíveis. Os óleos essenciais de manjerona e de pimenta-preta possuem boa aceitação por parte dos consumidores, além de excelentes propriedades antioxidantes e antimicrobianas. Quando adicionados às matrizes poliméricas em forma de nanoemulsão, pode contribuir para a diminuição da permeabilidade a vapores de água e aumentar a tenacidade dos filmes. Visando a melhoria da resistência mecânica dos filmes, dispersão de argilas vem sido incorporadas as dispersões filmogênicas. Nesse trabalho, foi utilizada a cloisite Na+. Os filmes produzidos foram caracterizados quanto à análise subjetiva, permeabilidade ao vapor de água, propriedade mecânicas, propriedades térmicas, difração de raios-x, ângulo de contato e microestruturais. As nanoem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The growing concern to consume products that are ecologically correct has motivated the study in the development of new materials. In this sense, films based in natural polymers have been created with the aim of replacement of the traditional polymers. The use of these films behind to decreasing the generation of plastic waste in the environment, it can still be active packaging, extending the food shelf-life. This present study consists in the elaboration of a film based in gelatin and marjoram and black pepper essential oils nanoemulsions. Gelatin is a natural, biocompatible and biodegradable polymer, it has good flexible and film forming ability. The marjoram and black pepper essential oil has a good acceptance by the consumers, as well as excellent antioxidant and antimicrobial properties. When incorporated to polymer matrices by the nanoemulsions way, they can contributed to the reduction of water vapor permeability and increase film tenacity. By the aim of improve the mechanical proprieties, clay dispersions had been incorporated in the film dispersions. In this study Na+ cloisite was used. The produced films were characterized by the subjective analysis, water vapor permeability, mechanical properties, thermal properties, x-ray diffusion, contact angle and microstructural. The nanoemulsions characterized by the particle size, presented results between 250 and 181nm to black pepper, and 82 and 47nm to marjoram essential oil. Related to the water vapor permeability and t... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Aliado ao fato dos biomateriais ainda serem pouco explorados pelas indústrias alimentícias, este trabalho propôs o desenvolvimento de embalagens que sejam, além de biodegradáveis, também ativas através do uso de um agente antimicrobiano natural capaz de inibir a proliferação de fungos correntes em produtos de panificação (Penicillium commune e Eurotium amstelodami). Primeiramente, filmes biodegradáveis a base de fécula de mandioca foram elaborados pela técnica de casting, usando açúcares e glicerol como plastificantes. O aumento do conteúdo de glicerol causou diminuição da resistência máxima à tração e elevação dos valores de propriedades de barreira. Numa segunda etapa do trabalho, a introdução de nanopartículas de argila esmectita influenciou positivamente as propriedades de barreira dos filmes, devido à diminuição observada nos valores de permeabilidade ao vapor de água e coeficiente de permeabilidade ao oxigênio. Nesta fase, a variação do conteúdo de glicerol também afetou significativamente as propriedades mecânicas e de barreira dos filmes biodegradáveis. As concentrações inibitórias mínimas dos óleos essenciais de cravo e de canela contra os fungos estudados foram definidas e o óleo essencial de canela foi selecionado, para ser incorporado aos filmes biodegradáveis, em três conteúdos distintos, pois foi o composto que mostrou uma inibição mais eficiente. A atividade antimicrobiana dos filmes biodegradáveis com incorporação de óleo essencial de canela foi testada sobre os micro-organismos escolhidos através de testes de difusão em halo, cujos resultados foram suficientes para demonstrar o potencial ativo da embalagem desenvolvida. Como método alternativo de incorporação do agente antimicrobiano, gás carbônico (CO2) em estado supercrítico foi utilizado como solvente. Os resultados obtidos foram promissores, uma vez que se observou incorporação de agente antimicrobiano dentro da matriz polimérica em quantidade suficiente para inibir a proliferação dos fungos testados. / This work concerned the development of biodegradable and active packaging based on cassava starch and natural antimicrobial agents that efficiently inhibit growth of fungi commonly found in bread products (Penicillium commune and Eurotium amstelodami). Biodegradable films were prepared by the casting technique, using sugars and glycerol as plasticizers. An increase in glycerol content caused a decrease in tensile strength and an elevation on barrier properties results. In a second phase of the work, incorporation of nanoclays diminished water vapor and oxygen permeability thus improving film packaging properties. Two antimicrobial agents were tested (cinnamon and clove essential oils) and cinnamon essential oil was chosen to be incorporated in biodegradable films based on cassava starch because it was more efficient against Penicillium commune and Eurotium amstelodami. Antimicrobial activity of biodegradable films with cinnamon essential oil was evaluated by means of a halo diffusion test in which an inhibition zone around a sample of the biodegradable and active film was analysed. As alternative method of antimicrobial agent incorporation, carbon dioxide (CO2) in supercritical state was used as solvent. Promising results were obtained since the amount of antimicrobial agent incorporated inside the polymeric matrix was sufficient to inhibit proliferation of fungi.

A embalagem desempenha uma função crucial na estabilidade dos alimentos. Neste estudo avaliou-se a estabilidade microbiológica de néctar de jabuticaba e caldo de cana pasteurizados (85 ºC/30 s), acondicionados assepticamente em garrafa de polietileno de alta densidade (PEAD) incorporada com agentes inorgânicos microestruturados com Ag/ZnO. Os lotes processados foram estocados a 5 ºC na ausência de luz. Testes físico-químicos, microbiológicos e sensoriais foram conduzidos para avaliar a estabilidade e estimar o tempo de vida útil das bebidas. Médias de notas superiores a 5 (na escala hedônica de 9 pontos) e percentagens de aceitação superiores a 60% foram estabelecidas para estimar o tempo de vida de prateleira das bebidas. Os resultados dos testes físico-químicos para o néctar de jabuticaba variaram de 3,40 a 3,76 para o pH, de 11,0 a 12,5 ºBrix para sólidos solúveis totais, e de 0,52 a 0,76% (m/m) de ácido cítrico para acidez total titulável. Para o caldo de cana, os valores de pH, sólidos solúveis totais e acidez total titulável variaram de 5,10 a 5,37; 14,3 a 24,0 ºBrix e de 0,05 a 0,13%(m/m) ácido cítrico, respectivamente, durante o período do estudo. Para o néctar de jabuticaba, as contagens de mesófilos, psicrotróficos e bolores e leveduras variaram de 1 a 1,5; &lt; 1est a 1; &lt; 1est a 1,3 logUFC/mL respectivamente, durante o período de estocagem. Para o caldo de cana as contagens variaram de &lt; 1est a 4,5 1est a 4,4; 1est a 4,0 logUFC/mL. O néctar de jabuticaba alcançou maior estabilidade microbiológica que o caldo de cana. As médias de notas para sabor, aparência e impressão global obtidas nos testes de escala hedônica variaram entre 6 a 7,1 para o néctar de jabuticaba e 5 e 7,7 para o caldo de cana. O néctar de jabuticaba e caldo de cana permaneceram microbiologicamente estáveis por um período de 120 e 50 dias, respectivamente. Os agentes inorgânicos microestruturados com Ag/ZnO não exerceram influência na estabilidade microbiológica dos dois produtos. / Packaging plays a crucial role in food stability. In this study, the microbiological stability of pasteurized (85 ºC/30 s) jabuticaba nectar and cane juice, aseptically packaged in high density polyethylene (HDPE) bottle treated with silver and zinc oxide (Ag/ZnO), was evaluated. All processed batches were stored at 5 ºC in the dark. Physicochemical, microbiological and sensory tests were conducted to evaluate the stability and estimate the beverage´s shelf life. Average scores greater than 5 (in the 9-point hedonic scale) and percentage of approval greater than 60% were both used as threshold values for estimating the product´s shelf life. As for the nectar, the pH ranged from 3.40 to 3.76; soluble solids from 11.0 to 12.5 ºBrix and titratable total acidity from 0.52 to 0.76% (w/w) citric acid. The pH values, total soluble solids and titratable acidity of cane juice varied from 5.10 to 5.37; 14.3 to 24.0 ºBrix and 0.05 to 0.13%(w/w) citric acid, respectively, during the storage. For nectar, counts of mesophiles, psychrotrophs and molds and yeasts ranged from 1 to 1.5; &lt; 1est to 1; &lt; 1est to 1.3 logCFU/mL, respectively, during the storage period. For the cane juice the counts ranged from &lt; 1est to 4.5; &lt;1est to 4.4; &lt;1est to 4.0 logCFU/mL. Jabuticaba nectar achieved longer microbiological stability than cane juice. The mean scores for flavor, appearance and overall impression obtained in the nine-point hedonic scale tests ranged from 6 to 7.1 for jabuticaba nectar and 5 and 7.7 for cane juice. Nectar and cane juice remained microbiologically stable for 120 and 50 days, respectively. The Ag/ZnO microstructured inorganic agents had no influence on the microbiological stability of both products.

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.

Filmes biodegradáveis são uma alternativa ao uso de embalagens não biodegradáveis, relacionado ao aumento do uso deste material, impacto e descarte inadequado. Para produção de filmes diversos polímeros podem ser utilizados, em que o amido apresenta boas características e propriedades para obtenção. A adição de antioxidantes naturais nanoencapsulados, como carotenoides, pode auxiliar no desenvolvimento de filmes biodegradáveis com atividade antioxidante, com maior estabilidade e solubilidade destes compostos. Assim, filmes biodegradáveis ativos foram obtidos a partir do amido de mandioca com adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados. Diferentes formulações foram desenvolvidas, nos quais os antioxidantes naturais livres ou nanoencapsulados foram adicionados a mesma concentração. Os filmes com adição dos pigmentos nanoencapsulados apresentaram características diferentes da adição dos pigmentos livres, com maior espessura, permeabilidade ao vapor de água, opacidade, propriedades mecânicas, menor transmissão de luz UV/Vis e maior interação do aditivo com a matriz. Os filmes com nanocápsulas também apresentaram maior efeito protetor sobre a estabilidade do óleo de girassol armazenado sob condição acelerada de oxidação, com menor formação de produtos de oxidação e potencial aplicação como embalagem de alimentos. Os filmes foram utilizados para avaliar a estabilidade oxidativa de manteiga, que apresentou maior estabilidade e manutenção da qualidade durante o armazenamento sob incidência de luz quando armazenada nos filmes com adição de nanocápsulas. Além disso, independente da adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados, todos os filmes apresentaram estabilidade térmica e rápida biodegradabilidade após 15 dias. Filmes biodegradáveis com adição de carotenoides, licopeno e β-caroteno, apresentaram resultados promissores para o desenvolvimento de embalagens com antioxidantes naturais e manutenção da estabilidade de alimentos com alto teor de gordura durante o armazenamento. / Biodegradable films are an alternative to use of non-biodegradable packaging, related to increased use of this material, impact and inappropriate disposal. For film production, various polymers may be used, wherein the starch has good characteristics and properties for obtaining. The addition of natural nanoencapsulated antioxidants, such as carotenoids, may aid the development of biodegradable films with antioxidant activity, with greater stability and solubility of these compounds. Thus, active biodegradable films were obtained from cassava starch with the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene. Different formulations were developed, where free or nanoencapsulated natural antioxidants were added at the same concentration. The films with the addition of nanoencapsulated pigments presented different characteristics of free pigment addition, with greater thickness, permeability to water vapor, opacity, mechanical properties, lower transmission of UV/Vis light and greater interaction of the additive with the matrix. The films with nanocapsules also had a greater protective effect on the stability of the sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions, with less formation of oxidation products and potential application as food packaging. The films were used to evaluate the oxidative stability of butter, which presented higher stability and maintenance of the quality during storage under light incidence when stored in the films with the addition of nanocapsules. In addition, independent of the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene, all films showed thermal stability and rapid biodegradability after 15 days. Biodegradable films with the addition of carotenoids, lycopene and β-carotene, presented promising results for the development of packages with natural antioxidants and maintenance of the stability of foods with high-fat content during storage.

A embalagem desempenha uma função crucial na estabilidade dos alimentos. Neste estudo avaliou-se a estabilidade microbiológica de néctar de jabuticaba e caldo de cana pasteurizados (85 ºC/30 s), acondicionados assepticamente em garrafa de polietileno de alta densidade (PEAD) incorporada com agentes inorgânicos microestruturados com Ag/ZnO. Os lotes processados foram estocados a 5 ºC na ausência de luz. Testes físico-químicos, microbiológicos e sensoriais foram conduzidos para avaliar a estabilidade e estimar o tempo de vida útil das bebidas. Médias de notas superiores a 5 (na escala hedônica de 9 pontos) e percentagens de aceitação superiores a 60% foram estabelecidas para estimar o tempo de vida de prateleira das bebidas. Os resultados dos testes físico-químicos para o néctar de jabuticaba variaram de 3,40 a 3,76 para o pH, de 11,0 a 12,5 ºBrix para sólidos solúveis totais, e de 0,52 a 0,76% (m/m) de ácido cítrico para acidez total titulável. Para o caldo de cana, os valores de pH, sólidos solúveis totais e acidez total titulável variaram de 5,10 a 5,37; 14,3 a 24,0 ºBrix e de 0,05 a 0,13%(m/m) ácido cítrico, respectivamente, durante o período do estudo. Para o néctar de jabuticaba, as contagens de mesófilos, psicrotróficos e bolores e leveduras variaram de 1 a 1,5; &lt; 1est a 1; &lt; 1est a 1,3 logUFC/mL respectivamente, durante o período de estocagem. Para o caldo de cana as contagens variaram de &lt; 1est a 4,5 1est a 4,4; 1est a 4,0 logUFC/mL. O néctar de jabuticaba alcançou maior estabilidade microbiológica que o caldo de cana. As médias de notas para sabor, aparência e impressão global obtidas nos testes de escala hedônica variaram entre 6 a 7,1 para o néctar de jabuticaba e 5 e 7,7 para o caldo de cana. O néctar de jabuticaba e caldo de cana permaneceram microbiologicamente estáveis por um período de 120 e 50 dias, respectivamente. Os agentes inorgânicos microestruturados com Ag/ZnO não exerceram influência na estabilidade microbiológica dos dois produtos. / Packaging plays a crucial role in food stability. In this study, the microbiological stability of pasteurized (85 ºC/30 s) jabuticaba nectar and cane juice, aseptically packaged in high density polyethylene (HDPE) bottle treated with silver and zinc oxide (Ag/ZnO), was evaluated. All processed batches were stored at 5 ºC in the dark. Physicochemical, microbiological and sensory tests were conducted to evaluate the stability and estimate the beverage´s shelf life. Average scores greater than 5 (in the 9-point hedonic scale) and percentage of approval greater than 60% were both used as threshold values for estimating the product´s shelf life. As for the nectar, the pH ranged from 3.40 to 3.76; soluble solids from 11.0 to 12.5 ºBrix and titratable total acidity from 0.52 to 0.76% (w/w) citric acid. The pH values, total soluble solids and titratable acidity of cane juice varied from 5.10 to 5.37; 14.3 to 24.0 ºBrix and 0.05 to 0.13%(w/w) citric acid, respectively, during the storage. For nectar, counts of mesophiles, psychrotrophs and molds and yeasts ranged from 1 to 1.5; &lt; 1est to 1; &lt; 1est to 1.3 logCFU/mL, respectively, during the storage period. For the cane juice the counts ranged from &lt; 1est to 4.5; &lt;1est to 4.4; &lt;1est to 4.0 logCFU/mL. Jabuticaba nectar achieved longer microbiological stability than cane juice. The mean scores for flavor, appearance and overall impression obtained in the nine-point hedonic scale tests ranged from 6 to 7.1 for jabuticaba nectar and 5 and 7.7 for cane juice. Nectar and cane juice remained microbiologically stable for 120 and 50 days, respectively. The Ag/ZnO microstructured inorganic agents had no influence on the microbiological stability of both products.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-12T14:14:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Gardenia M Sousa.pdf: 3272476 bytes, checksum: 0bbaf9085a3e001da83af896e8c767aa (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-12T14:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Gardenia M Sousa.pdf: 3272476 bytes, checksum: 0bbaf9085a3e001da83af896e8c767aa (MD5) Previous issue date: 2012-04-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to produce and evaluate active biodegradable films produced with rice flour, poly(butylene adipate co-terephthalate) (PBAT), glycerol and potassium sorbate (0%, 1% , 3% and 5%) blends as well evaluate its application as active packaging for conservation of fresh lasagna pasta. Biodegradable films were produced by extrusion process and used to separate fresh pasta layers without preservative supplied by a pasta firm and stored at 7,0 ± 2,0 ° C. Films were analised for optical, water vapor permeability, mechanical and microstructural properties, and the latter two were also carried out after storage of fresh pasta for 45 days. A stability study was performed for six weeks in relation to microbiological, physical, and chemical aspects and to quantify the sorbic acid concentration migrated from biodegradable films to product. Films of rice flour, PBAT, glycerol and potassium sorbate blends showed good processability and allowed the production of films by blowing extrusion technology in pilot scale with compatible characteristics compare to commercial films. Rice flour proved to be an excellent material for the formulation of biodegradable films because it is a raw material from renewable source and low cost. The addition of potassium sorbate at a range of 1-5% didn t affect the mechanical properties of films and concentration of not less than 3% sorbate reduced opacity, however increased the water vapor permeability. The microbial multiplication was lower in fresh pasta containing sorbic acid migrated from the films. The moisture content decreased during the storage of fresh pasta with films containing potassium sorbate in which films retained water from products. The pH reduced in all treatments however more pronounced in the treatments without potassium sorbate due to fermentation process by psychrotrophics . This fermentation process was one of the factors determining fresh pasta shelf life. The color difference of fresh pasta ( E) with sorbic acid were superior at fresh pasta without preservative. The migration rate of sorbic acid from the films to fresh pasta was higher at films with 1% potassium sorbate. It is recommended to add 3% of potassium sorbate in biodegradable films of rice flour, poly(butylene adipate co-terephthalate) and glycerol, for conservation of fresh lasagna pasta because this concentration is sufficient to secure product and to promote shelf life extension near to the fresh pasta distributed commercially by the supplier, with the beneficit of having lower concentration of sorbic acid in the final product. / O presente estudo teve por objetivo produzir e avaliar filmes biodegradáveis ativos, produzidos a partir de blendas de farinha de arroz, poli(adipato co-tereftalato de butileno) (PBAT), glicerol e sorbato de potássio, nas concentrações de 0%, 1%, 3% e 5%, e avaliar sua aplicação, como embalagem ativa em massa alimentícia fresca tipo lasanha. Os filmes biodegradáveis foram produzidos por extrusão-sopro em balão, e intercaladas em massas alimentícias frescas sem conservante, fornecidas por uma empresa de massas, e armazenadas a 7,0 ± 2,0 °C. Os filmes foram avaliados quanto às propriedades óticas, de barreira ao vapor de água, mecânicas e microestruturais, sendo as duas últimas realizadas também após aplicação nas massas alimentícias durante 45 dias. Foi feito um estudo de vida útil das massas, por seis semanas, com relação aos aspectos microbiológicos, físicos e químicos, além de quantificar a concentração de ácido sórbico migrada dos filmes biodegradáveis para o produto. Os filmes de blendas de farinha de arroz, PBAT, glicerol e sorbato de potássio apresentaram boa processabilidade e permitem a produção de filmes pelo processo de extrusão-sopro em balão em escala piloto com características compatíveis aos dos filmes comerciais. A farinha de arroz mostrou-se um excelente material para a formulação de filmes biodegradáveis, pois é uma matéria-prima de fonte renovável e de baixo custo. A adição de sorbato de potássio na faixa de 1 a 5% não alterou as propriedades mecânicas dos filmes e concentração igual ou superior a 3% de sorbato reduziu a opacidade, porém, elevou a permeabilidade ao vapor de água. A multiplicação microbiana foi inferior nas massas alimentícias contendo ácido sórbico migrado dos filmes. O teor de umidade diminuiu, durante a armazenagem, nas massas intercaladas com filmes contendo sorbato de potássio, em que estes atuaram retendo a água dos produtos. O pH também sofreu redução, em todos os tratamentos, porém, mais acentuado nos tratamentos sem sorbato de potássio, pela fermentação das massas por microrganismos psicrotrófilos. Este processo fermentativo foi um dos fatores determinantes da vida útil das massas alimentícias. A diferença de cor das massas alimentícias ( E) com ácido sórbico foram superiores às intercaladas com filmes sem conservante. A taxa de migração de ácido sórbico dos filmes para as massas alimentícias foi maior nos filmes com 1% de sorbato de potássio. Recomenda-se a adição de 3% de sorbato de potássio em filmes biodegradáveis de farinha de arroz, poli(adipato co-tereftalato de butileno) e glicerol, para aplicação em massa alimentícia fresca tipo lasanha, uma vez que esta concentração é suficiente para garantir a segurança do produto, e promover a extensão de sua vida útil, próximo ao das massas distribuídas comercialmente pela empresa fornecedora, e com menor concentração de ácido sórbico no produto final.

Aliado ao fato dos biomateriais ainda serem pouco explorados pelas indústrias alimentícias, este trabalho propôs o desenvolvimento de embalagens que sejam, além de biodegradáveis, também ativas através do uso de um agente antimicrobiano natural capaz de inibir a proliferação de fungos correntes em produtos de panificação (Penicillium commune e Eurotium amstelodami). Primeiramente, filmes biodegradáveis a base de fécula de mandioca foram elaborados pela técnica de casting, usando açúcares e glicerol como plastificantes. O aumento do conteúdo de glicerol causou diminuição da resistência máxima à tração e elevação dos valores de propriedades de barreira. Numa segunda etapa do trabalho, a introdução de nanopartículas de argila esmectita influenciou positivamente as propriedades de barreira dos filmes, devido à diminuição observada nos valores de permeabilidade ao vapor de água e coeficiente de permeabilidade ao oxigênio. Nesta fase, a variação do conteúdo de glicerol também afetou significativamente as propriedades mecânicas e de barreira dos filmes biodegradáveis. As concentrações inibitórias mínimas dos óleos essenciais de cravo e de canela contra os fungos estudados foram definidas e o óleo essencial de canela foi selecionado, para ser incorporado aos filmes biodegradáveis, em três conteúdos distintos, pois foi o composto que mostrou uma inibição mais eficiente. A atividade antimicrobiana dos filmes biodegradáveis com incorporação de óleo essencial de canela foi testada sobre os micro-organismos escolhidos através de testes de difusão em halo, cujos resultados foram suficientes para demonstrar o potencial ativo da embalagem desenvolvida. Como método alternativo de incorporação do agente antimicrobiano, gás carbônico (CO2) em estado supercrítico foi utilizado como solvente. Os resultados obtidos foram promissores, uma vez que se observou incorporação de agente antimicrobiano dentro da matriz polimérica em quantidade suficiente para inibir a proliferação dos fungos testados. / This work concerned the development of biodegradable and active packaging based on cassava starch and natural antimicrobial agents that efficiently inhibit growth of fungi commonly found in bread products (Penicillium commune and Eurotium amstelodami). Biodegradable films were prepared by the casting technique, using sugars and glycerol as plasticizers. An increase in glycerol content caused a decrease in tensile strength and an elevation on barrier properties results. In a second phase of the work, incorporation of nanoclays diminished water vapor and oxygen permeability thus improving film packaging properties. Two antimicrobial agents were tested (cinnamon and clove essential oils) and cinnamon essential oil was chosen to be incorporated in biodegradable films based on cassava starch because it was more efficient against Penicillium commune and Eurotium amstelodami. Antimicrobial activity of biodegradable films with cinnamon essential oil was evaluated by means of a halo diffusion test in which an inhibition zone around a sample of the biodegradable and active film was analysed. As alternative method of antimicrobial agent incorporation, carbon dioxide (CO2) in supercritical state was used as solvent. Promising results were obtained since the amount of antimicrobial agent incorporated inside the polymeric matrix was sufficient to inhibit proliferation of fungi.

Filmes biodegradáveis são uma alternativa ao uso de embalagens não biodegradáveis, relacionado ao aumento do uso deste material, impacto e descarte inadequado. Para produção de filmes diversos polímeros podem ser utilizados, em que o amido apresenta boas características e propriedades para obtenção. A adição de antioxidantes naturais nanoencapsulados, como carotenoides, pode auxiliar no desenvolvimento de filmes biodegradáveis com atividade antioxidante, com maior estabilidade e solubilidade destes compostos. Assim, filmes biodegradáveis ativos foram obtidos a partir do amido de mandioca com adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados. Diferentes formulações foram desenvolvidas, nos quais os antioxidantes naturais livres ou nanoencapsulados foram adicionados a mesma concentração. Os filmes com adição dos pigmentos nanoencapsulados apresentaram características diferentes da adição dos pigmentos livres, com maior espessura, permeabilidade ao vapor de água, opacidade, propriedades mecânicas, menor transmissão de luz UV/Vis e maior interação do aditivo com a matriz. Os filmes com nanocápsulas também apresentaram maior efeito protetor sobre a estabilidade do óleo de girassol armazenado sob condição acelerada de oxidação, com menor formação de produtos de oxidação e potencial aplicação como embalagem de alimentos. Os filmes foram utilizados para avaliar a estabilidade oxidativa de manteiga, que apresentou maior estabilidade e manutenção da qualidade durante o armazenamento sob incidência de luz quando armazenada nos filmes com adição de nanocápsulas. Além disso, independente da adição de licopeno ou β-caroteno livres e nanoencapsulados, todos os filmes apresentaram estabilidade térmica e rápida biodegradabilidade após 15 dias. Filmes biodegradáveis com adição de carotenoides, licopeno e β-caroteno, apresentaram resultados promissores para o desenvolvimento de embalagens com antioxidantes naturais e manutenção da estabilidade de alimentos com alto teor de gordura durante o armazenamento. / Biodegradable films are an alternative to use of non-biodegradable packaging, related to increased use of this material, impact and inappropriate disposal. For film production, various polymers may be used, wherein the starch has good characteristics and properties for obtaining. The addition of natural nanoencapsulated antioxidants, such as carotenoids, may aid the development of biodegradable films with antioxidant activity, with greater stability and solubility of these compounds. Thus, active biodegradable films were obtained from cassava starch with the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene. Different formulations were developed, where free or nanoencapsulated natural antioxidants were added at the same concentration. The films with the addition of nanoencapsulated pigments presented different characteristics of free pigment addition, with greater thickness, permeability to water vapor, opacity, mechanical properties, lower transmission of UV/Vis light and greater interaction of the additive with the matrix. The films with nanocapsules also had a greater protective effect on the stability of the sunflower oil stored under accelerated oxidation conditions, with less formation of oxidation products and potential application as food packaging. The films were used to evaluate the oxidative stability of butter, which presented higher stability and maintenance of the quality during storage under light incidence when stored in the films with the addition of nanocapsules. In addition, independent of the addition of free and nanoencapsulated lycopene or β-carotene, all films showed thermal stability and rapid biodegradability after 15 days. Biodegradable films with the addition of carotenoids, lycopene and β-carotene, presented promising results for the development of packages with natural antioxidants and maintenance of the stability of foods with high-fat content during storage.