Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos Nanotecnologia nas Embalagens para Alimentos Acondicionamento e Embalagens para Alimentos Doutoranda: Fabíola Diniz da Silva Professor: Germán Ayala Valencia Florianópolis, 2018
NANOTECNOLOGIA DEFINIÇÃO Composta do prefixo grego nannos, que significa algo extremamente minúsculo, e a palavra technologia, que significa um conjunto das técnicas, processos e métodos específicos de uma ciência, ofício, indústria etc. É toda aplicação que utiliza partículas minúsculas no desenvolvimento de tecnologias
Histórico da Nanotecnologia 1959 - Richard Feynman introduziu o conceito de nanotecnologia em um encontro promovido pela American Physical Society, sendo considerado um campo multidisciplinar da ciência. Final da década de 1980 a Toyota Motors lançou carros com autopeças formadas por nanocompósitos. 1990 - iniciaram-se as publicações sobre o uso de nanocompósitos polímeros/argilas para embalagens de alimentos. Atualmente, as nanoargilas são as NPs mais usadas na área de embalagem de alimentos (70% do mercado). (COLLISTER, 2002; KHADEMHOSSEINI; LANGER, 2006; RAY, et al. 2006)
Nanopartícula: material de qualquer forma com tamanho entre 1 e 100 nm.
NANOTECNOLOGIA Escala de 0,1 a 100 nm 1 nanômetro (1 nm) corresponde ao bilionésimo de metro (1 nm = 1/1.000.000.000 m) Fonte: www.cientifica.com
Fonte: <http://www.cq.ufam.edu.br/areas/nanotecnologia/figura/areas_nanotecnologia.jpg> Áreas de aplicação da nanotecnologia multidisciplinaridade
Aplicação da Nanotecnologia em Embalagens de alimentos A nanotecnologia favorece as embalagens de alimentos: Diretamente: garantindo a estabilidade dos alimentos acondicionados (embalagens ativas) Indiretamente: melhoram o desempenho dos materiais (especialmente as propriedades mecânicas e de barreira)
Estrutura das Nanopartículas As nanopartículas apresentam-se sob várias formas: Esféricas - 3 dimensões na escala nanométrica Bastões (nanotubos e nanofibras) - Estruturas elongadas, 2 dimensões na nanoescala e uma terceira, que pode ter mais de 100nm lamelas (placas) - É o caso das nanoargilas, que têm apenas a espessura na dimensão nanométrica
Principais Nanopartículas para Embalagens
NANOTECNOLOGIA Nanocompósitos de argila estão sendo aplicados em garrafas de bebidas e cervejas e, como minimizam a perda de CO2 da bebida, aumentam a vida de prateleira para mais 6 meses.
Embalagens ativas e inteligentes
A TNS Nanotecnologia atua no desenvolvimento de aditivos antimicrobianos Aplicações Nanopartículas de prata e de zinco Embalagens ativas que liberam os íons, que por sua vez penetram na parede dos microrganismos. Fonte: http://tnsolution.com.br/2016/03/15/uso-de-nanotecnologia-emembalagens-reduz-contaminacao-de-carnes/
Considerações Nanocompósitos - aplicados a embalagens de alimentos: Disponibilizar novos filmes comestíveis e biodegradáveis, reduzindo o volume de lixo gerado As NPs podem ainda incorporar propriedades ativas ou inteligentes aos materiais de embalagem Melhorar as propriedades de proteção (passiva) da embalagem a fatores ambientais Incorporar propriedades que melhorem a estabilidade do alimento, ou indicar a ocorrência de eventuais alterações indesejáveis
Considerações Entretanto, há muitas incertezas relacionadas a aspectos de segurança, envolvendo o uso de nanomateriais: Permanência dessas nanopartículas no organismo, visto que suas dimensões podem permitir que elas penetrem em células. Proporcionam efeitos toxicológicos das nanopartículas em embalagem. O comportamento destas quando submetidas à condições adversas. O quanto migra para o alimento ou no próprio organismo (qual o limite de migração).
Revisão: Características de nanopartículas e potenciais aplicações em alimentos 1. Qual a importância da nanotecnologia para a área de embalagens de alimentos? Discorra. 2. Quais as nanopartículas vêm sendo utilizadas como aditivos para melhorar o desempenho e as propriedades das embalagens? Cite exemplos e algumas características desses materiais. 3. Qual a razão de incorporar antimicrobianos em embalagens? 4. Discorra sobre os riscos que os nanocompósitos podem proporcionar. 5. Qual será a importância da aplicação de nanoemulsões na tecnologia de embalagens, cite um exemplo de aplicação onde esta nova tecnologia poderia contribuir na produção de embalagens.
Referências <https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/the-environmentalsignificance-of-natural-nanoparticles-105737311>. Tang, X.Z., Kumar, P., Alavi, S., Sandeep, P. Recent advances in biopolymers and biopolymer-based nanocomposite for food packaging materials. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2012, 52, 426-442. Tang, X., Alavi, S. Structure and physical properties of starch/poly vinyl álcool/laponite RD nanocomposite films. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60, 1954 1962. Valencia, G.A., Vercik, L.C.O., Ferrari, R., Vercik, A. Synthesis and characterization of silver nanoparticles using water-soluble starch and its antibacterial activity on Staphylococcus aureus. Starch, 2013, 65, 931 937.