Embalagens ativas Prof. Germán Ayala Valencia Acondicionamento e Embalagens para Alimentos Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2018

Transcrição

1 Embalagens ativas Prof. Germán Ayala Valencia Acondicionamento e Embalagens para Alimentos Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2018

2 Conteúdo Definição de embalagem ativa. Classificação das embalagens ativas. Exemplos.

3 Funções das embalagens: Conter. Proteger. Informar. Conveniência. Embalagem ativa?

4 Embalagens ativas Tipo de embalagem que mantém ou melhora a qualidade e/ou a segurança pela interação com o produto ou com seu ambiente, aumentando a vida útil.

5 Tipos de embalagens ativas: Propriedades antimicrobianas/antioxidantes. Absorvedor de etileno Absorvedor de oxigênio Absorvedores de umidade Liberadores e absorvedores de sabor e odor.

6 Vantagens: Maior durabilidade dos produtos embalados. Redução da necessidade de utilização de conservantes químicos. Manutenção do frescor do produto por mais tempo. Valorização da marca. Proporciona melhor gerenciamento de estoque, distribuição e comercialização.

7 Propriedades antimicrobianas Esses filmes são uma inovação dentro do conceito de embalagem ativa. Desenvolvidos com o objetivo de reduzir, inibir ou retardar o crescimento de microrganismos na superfície dos alimentos, quando em contato com produtos acondicionados.

8 Princípio Na maioria dos alimentos sólidos semi-sólidos e líquidos o crescimento microbiano é superficial.

9 Vantagem: redução no teor de conservantes do alimento, atendendo tendência do consumidor que busca alimentos minimamente processados e com teores mínimos de aditivos. Requisito necessário: intenso contato com o alimento, o que restringe o número de compostos a serem utilizados para a sua fabricação, já que o contato não pode causar nenhuma contaminação ou deixar resíduos no alimento.

10 Agentes antimicrobianos: Partículas e nanopartículas metálicas (Ex.: ouro, platina e prata). Dióxido de enxofre. Dióxido de cloro. Bacteriocinas (Ex.: nisina). Óleos essenciais (E.x: hortelã, cravo, manjericão, alho, etc). Ácidos orgânicos (E.x.: cascas de frutas e resíduos).

11 Efeito bactericida vs. bacteriostático. <

12 Kong et al., 2010

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14 Requisitos dos compostos antimicrobianos: Ser efetivos contra um largo espectro de microrganismos. Ser eficientes em baixas concentrações dos aditivos incorporados. Não causar alterações sensoriais no produto. Ter custo compatível. Estabilidade térmica. Eficácia em baixas temperaturas. Atendimento às exigências legais.

15 Seleção do agente antimicrobiano Tipo e população de microrganismos no alimento. Fisiologia do microrganismo alvo. Mecanismo de inibição. Cinética de migração. Processo de fabricação do material de embalagem. Aspectos relacionados à legislação.

16 Embalagens ativas com íons de prata Um dos produtos mais discutidos e estudados é um zeólito contendo íons de prata (Ag-zeólito). Este composto é incorporado ao material plástico, ocorrendo uma liberação gradual dos íons prata para o alimento.

17 O íon prata atua sobre uma grande variedade de bactérias, fungos e leveduras, por meio da alteração de seus metabolismos, mas não demonstrou efetividade sobre esporos de bactérias resistentes ao calor. Devido ao custo elevado, um filme de 3 a 6 m, com 1 a 3% de Ag-zeólito, costuma ser coextrusado ou laminado a outros substratos. Contudo, quanto maior a concentração, maior a atividade antimicrobiana.

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26 Outras aplicações?

27 Dióxido de enxofre (SO2) Agente antimicrobiano: composto tóxico, elimina esporos de fungos (Botrytis cinerea) da superfície da uva. Inibidor de reações não enzimáticas e enzimáticas. Age como antioxidante. Regenera cortes e injúrias. Retarda a senescência de uvas.

28 Principio de emissão Metabissulfito de sódio Dióxido de enxofre

29 Embalagem Grape Guard: Emissão de SO2 em 2 fases: fase rápida e lenta: Fase rápida: controle imediato da qualidade da fruta. Fase lenta: controle de doenças durante estocagem. Metabissulfito de sódio Dióxido de enxofre

30 Assim que a uva é embalada e a umidade é produzida dentro da caixa, a fase rápida é ativada, gerando alta concentração de SO2 por um curto período de tempo Quando a caixa é armazenada a baixas temperaturas, a fase lenta emite SO2 a baixa velocidade por várias semanas.

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34 Dióxido de cloro (ClO2) É um gás recentemente aprovado pelo FDA (Food and Drug Administration) como agente antimicrobiano. O dióxido de cloro tem ação rápida sobre um largo espectro de microrganismos, não é irritante, é atóxico nas concentrações permitidas (< 50 ppm).

35 Dióxido de cloro (ClO2) Emissor ClO2 : time-release liberação gradativa. Eficaz em amplo espectro microbiano: fungos e bactérias. Inativação microbiana pelo ClO2: ruptura das membranas celulares. Não há resistência a este efeito. Contribui para a eliminação de odores. Emissor é ativado pela umidade.

36 ClO2 a 6% em cenouras minimamente processadas

37 Bacteriocinas As bacteriocinas são proteínas derivadas de microrganismos que reúnem atividade bacteriostática e bactericida, atuantes principalmente em ambientes com baixo ph. São microbiologicamente específicas. A nisina foi aprovada para uso em contato com alimentos sendo considerada GRAS (generally recognized as safe) pelo FDA (Food and Drug Administration).

38 Estudos comprovaram a eficiência da nisina sobre a Listeria monocytogenes, em alguns tipos de carnes processadas. No Brasil, é permitida até o limite de 12,5 mg/kg do produto final para queijos (ANVISA, 1994).

39 Óleos essenciais Os mais conhecidos são os óleos de cravo, manjericão, alho e hortelã. Propriedades antibacterianas e antifúngicas (ácidos orgânicos). Mudança nas propriedades organolépticas. Alto custo.

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42 Ácidos orgânicos = efeito antimicrobiano e antioxidante.

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45 Flavonoides, fenóis e ácidos orgânicos.

46 Absorvedores de etileno Baseiam-se na absorção física do etileno em diferentes materiais: Carvão ativado impregnado com metais catalisadores na forma de sachês ou incorporados a papéis ou caixas de papelão ondulado. Zeólitos: minerais com estrutura porosa, possuem atividade bactericida e antioxidante. Silicatos. Permanganato de potássio (KMnO4).

47 O sistema mais barato e extensamente usado na absorção de etileno é baseado em permanganato de potássio (KMnO4), entretanto, não podem ser colocados em contato direto com o alimento devido sua toxicidade e, portanto, estão disponíveis somente na forma de sachê.

48 A oxidação do etileno pelo KMnO4 leva a formação de acetaldeído, sendo esse oxidado a ácido acético, que com o KMnO4 suficiente, será convertido em água e CO2.

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50 Amarate, C.V.T., & Steffens, C.A. Sachês absorvedores de etileno na pós-colheita de maçãs Royal Gala. Rev. Bras. Frutic., Jaboticabal - SP, v. 31, n. 1, p , Março 2009.

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53 Absorvedores de oxigênio Principal causa de deterioração de alimentos embalados. Permite a oxidação de óleos, gorduras e vitaminas. A descoloração de pigmentos e o escurecimento enzimático. As técnicas tradicionais de remoção como vácuo, reduzem a níveis mínimos de 0,5%. Com o uso de absorvedores de oxigênio podem chegar a níveis de 0,001%.

54 Os compostos metálicos (óxido de ferro, carbonato ferroso ou outros compostos ferrosos e platina) reagem com a água. Ferro é oxidado em presença de oxigênio e água, a hidróxido de ferro. Problemas com detectores de metais e de transferência de odor/sabor para alimentos. Utilização de ácido ascórbico para evitar sabor/odor. Comercializados em sachês.

55 Absorvedores de oxigênio na forma de etiquetas e rótulos

56 Sachês, adesivos e cartões Confeccionados em material altamente permeável ao ar. O material mais simples é um laminado de papel e polietileno microperfurado.

57 Aplicações: produtos cárneos, recheios para pizzas, castanhas, café e chá.

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59 Desvantagens dos sachês É necessária uma área livre ao redor do sachê. Pode haver o desenvolvimento de bactérias anaeróbias, produtoras de toxinas. pode haver resistência do consumidor.

60 Substâncias absorvedoras de oxigênio incorporadas na matriz polimérica Protegem todo o produto da entrada de O2 por permeação. Cryovac : é um filme absorvedor de oxigênio à base de polímero, contendo sais de ferro imobilizadas na superfície interna do filme. Este material é produzido por coextrusado.

61 Desenvolvido pela empresa Bio Matters. Absorvedor de oxigênio com aplicação em materiais poliméricos. Baseia-se na utilização de argila capaz de carrear e distribuir nanopartículas de ferro na superfície da embalagem plásticas.

62 Absorvedor de oxigênio na tampa da embalagem Na forma de discos acoplados à tampa de garrafas. são adequadas quando se pretende remover o O2 do espaço livre, que geralmente contém cerca de dois terços do O2 de uma garrafa. Vantagens: têm fácil utilização; são aprovados pelo FDA; previnem crescimento de microrganismos aeróbios; retardam oxidação de lipídios e de compostos de sabor. Desvantagens: possível favorecimento ao crescimento de microrganismos anaeróbios

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64 Absorvedores de umidade Necessários para controlar: Textura. Aglomeração. Deterioração microbiológica (cor, sabor, odor, valor nutritivo).

65 Sachês absorvedores de umidade: Sílica gel Cloreto de sódio Óxido de cálcio Argila Cloreto de cálcio e polpa celulósica Absorvedor de exsudado.

66 Sílica gel: Absorve 40% do seu próprio peso em água, não é tóxica nem corrosiva.

67 Óxido de cálcio Retém a umidade mesmo à elevada temperatura, tem custo reduzido e maior capacidade de absorção, quando a umidade relativa já é baixa. Aumenta de volume com a absorção da umidade.

68 Absorvedores de exsudado O líquido que escorre de carnes e frangos quando são descongelados. O exsudato é um meio de cultura propício ao crescimento de microrganismos e pode ser prejudicial à saúde humana. A almofada absorvente tem como princípio de funcionamento a absorção e retenção de líquidos.

69 Procurar: liberadores e absorvedores de sabor e odor. Material complementar: <

70 Referências Neuza, J. Embalagem para alimentos. Cultura Acadêmica UNESP, Sarantopoulos, C.G.L; Teixeira, F.G. Embalagens Plásticas Flexíveis, principais polímeros e avaliação de propriedades. Instituto de Tecnologia de Alimentos, ITAL, 2da Ed, Bureau, G. (Gilbert); Multon, J. -L. (Jean Louis). Embalaje de los alimentos de gran consumo. Zaragoza: Acribia, 1995.