Adição de extrato de casca de jaboticaba no desenvolvimento de embalagem inteligente para queijo prato / Addition of jaboticaba skin extract in the development of smart packaging for cheese

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761

Adição de extrato de casca de jaboticaba no desenvolvimento de

embalagem inteligente para queijo prato

Addition of jaboticaba skin extract in the development of smart packaging

for cheese

DOI:10.34117/bjdv6n4-207

Recebimento dos originais:24/03/2020 Aceitação para publicação:14/04/2020

Nayane Matias Silva

Mestre em Zootecnia pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano - Campus Rio Verde

Instituição: IF Goiano - Campus Rio Verde, GO, Brasil

Endereço: Rodovia Sul Goiana, km 01, Caixa Postal 66, Zona Rural, CEP 75.901-970, Rio Verde, GO, Brasil

E-mail: nayane_ms@hotmail.com

Marcella Fernandes Borges Sandre

Mestre em Tecnologia de Alimentos pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano - Campus Rio Verde

E-mail: nutmarcella@hotmail.com

Diene Gonçalves Souza

E-mail:diene_gsouza@hotmail.com

Samuel Viana Ferreira

Discente do Curso de Bacharelado de Engenharia de Alimentos pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano - Campus Rio Verde

E-mail: samuel_vianaidb@hotmail.com

João Antônio Gonçalves e Silva

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 Endereço: Rodovia Sul Goiana, km 01, Caixa Postal 66, Zona Rural, CEP 75.901-970, Rio

Verde, GO, Brasil

E-mail:joao.antoniogs@hotmail.com

Abner Alves Mesquita

Mestre em Tecnologia de Alimentos pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano - Campus Rio Verde

E-mail:abnervet@gmail.com

Mariana Buranelo Egea

Doutora em Engenharia de Alimentos pela Universidade Federal do Paraná Instituição: IF Goiano - Campus Rio Verde, GO, Brasil

E-mail: mariana.egea@ifgoiano.edu.br

Marco Antônio Pereira da Silva

Doutor em Ciência Animal pela Universidade Federal de Goiás Instituição: IF Goiano - Campus Rio Verde, GO, Brasil

E-mail: marco.antonio@ifgoiano.edu.br

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um biofilme ativo à base de soro de leite e extrato da casca de jaboticaba como indicador de pH, cuja embalagem primária apresente características de interação com a qualidade do queijo Prato, indicando a vida útil do produto. Os revestimentos comestíveis foram testados em cinco tratamentos com diferentes concentrações contendo soro de leite, glicerol, pectina, amido de mandioca e ácido acético, aquecido a 85ºC ±5ºC/25 minutos. Posteriormente, selecionou-se a solução filmogênica que apresentou melhor resultado (resistência, impermeabilidade ao vapor d’água, solubilidade e espessura), que foi acrescida de concentrações de extrato da casca de jaboticaba. Os queijos foram revestidos com filme PVC, biofilme sem antocianina, biofilme com 15 g de extrato da casca de jaboticaba e biofilme com 30 g de extrato da casca de jaboticaba. Posteriormente, foram feitas análises visuais e instrumentais (parâmetros de cor), físico-químicas (acidez) e microbiológicas nos tempos 0, 14 e 28 dias de armazenamento. Os resultados mostraram biofilmes biodegradáveis e quando acrescidos do extrato da casca de jaboticaba todos mostraram alteração de cor. Os biofilmes não apresentaram resultado satisfatório para uso como embalagem primária de queijos Prato, porém podem ser utilizados na forma de fita indicadora de mudança de cor para uso na avaliação da qualidade de queijos e/ou produtos secos.

Palavras-chave: embalagem inteligente, aproveitamento, coprodutos lácteos, Myrciaria

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ABSTRACT

This study aimed to develop an active biofilm using whey and jaboticaba (Myrciaria

cauliflora) skin extract as pH indicator, as primary packaging showed interaction

characteristics of the “Prato” cheese quality, indicating the product's shelf life. The edible coatings were tested in five treatments with different concentrations of whey, glycerol, pectin, cassava starch, and acetic acid, heated at 85ºC±5ºC for 25 minutes. Subsequently, it was selected the filmogenic solution which showed the best result (resistance, impermeability to water vapor, solubility, and thickness), and added concentrations of jaboticaba skin extract. “Prato” cheese for coating with different types of package. The cheese was coated with Polyvinyl Chloride (PVC) film, biofilm without anthocyanin, biofilm with 15 g jaboticaba skin extract, and biofilm with 30 g jaboticaba skin extract. Subsequently, visual and instrumental (color), physico-chemical, and microbiological analyzes were carried out. The analyzes were carried out at the 1, 14, and 28 days of shelf life. Biodegradable biofilms were formed, and biofilm plus jaboticaba skin extract changed color. The biofilms did not showed satisfactory results to be used as primary type of package for “Prato” cheese, but they can be used as a color change indicator tape, and for evaluating cheese and/or dry products’ quality.

Keywords: smart packaging, harnessing, dairy coproduct, Myrciaria cauliflora.

1 INTRODUÇÃO

Proteínas do soro de leite apresentam importantes propriedades funcionais e tecnológicas, como alta capacidade de geleificação e, por isso, podem ser empregados na elaboração de filmes biodegradáveis, evidenciando as propriedades mecânicas e ópticas (FERREIRA, 2008; FERNANDES et al., 2015).

As embalagens ativas e inteligentes representam um grande avanço tecnológico para o setor de alimentos, principalmente por indicar esta mudança de pH ao consumidor por meio de pigmentos presentes no material de embalagem, que são sensíveis a estas mudanças de pH, traduzindo-as em mudanças de cor (RUKCHON et al., 2014).

Jaboticaba (Plinia cauliflora) é uma fruta que possui alto teor de antocianinas, proantocianidinas e elagitaninos, fenólicos associados com diversos benefícios à saúde (ABE, LAJOLO, GENOVESE, 2012). Os compostos antociânicos têm grande sensibilidade a variações de pH (KUSWANDI et al., 2012). Para utilizar um extrato vegetal como indicador de variação de pH é necessário incorporar numa matriz sólida para imobilizar o corante de pH (ZHANG et al., 2014). As mudanças de cor do filme indicador de pH representam um método simples e visual para detectar alterações de qualidade de produtos alimentares, uma vez que os valores de pH dos alimentos mudam em processos de deterioração (CHOI et al., 2017).

Neste contexto, o objetivo foi desenvolver um biofilme a base de soro de leite sensível a variação de pH pela presença do extrato da casca de jaboticaba.

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2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 PRODUÇÃO DO EXTRATO DE JABOTICABA

Os frutos de jaboticaba (Plinia cauliflora) foram coletados (Rio Verde, Brasil), lavados, sanitizados (NaClO, 200 ppm por 15 min) e as cascas extraídas manualmente. A remoção da casca do bagaço foi feita manualmente e a polpa congelada.

A extração dos pigmentos da casca de jaboticaba foi realizada utilizando o método de Silva (1996). Brevemente, 43 g de casca de jaboticaba previamente trituradas, adicionada de 80 mL de solução de etanol (70%) acidificado com HCl até pH 2,0 e deixada em repouso por 24 horas a 5ºC, ao abrigo da luz. O extrato foi filtrado e o volume completado em balão volumétrico de 100 mL. O extrato foi centrifugado a 2000 rpm, por 10 minutos e armazenado em temperatura 8ºC±5ºC até a utilização.

2.2 PRODUÇÃO DOS BIOFILMES

Para elaboração dos biofilmes, foram utilizados: ácido acético PA 99,8% (0,1 Mol); pectina cítrica da Dinâmica Química Contemporânea Ltda®_{; glicerol PA - American Chemical}

Society (ACS) Dinâmica Química Contemporânea Ltda®; amido de mandioca Amafil®; soro de leite com 0,63% de gordura; 1,03% de proteína; 4,60% de lactose; 7,09 % de extrato seco total (EST); 6,46 % de extrato seco desengordurado (ESD) e 0,46% de caseína.

Inicialmente, testou-se as formulações conforme Tabela 1 com o objetivo de encontrar o percentual de substituição de água por soro de leite. A solução filmogênica foi aquecida a 90ºC±5ºC por 28 minutos para desnaturação completa das proteínas e formação de géis coesos. 50 mL desta solução foi distribuída em placas de Petri de 14 cm de diâmetro, para formação dos biofilmes e secas em estufa de ventilação forçada a 42ºC ± 5 por 24 horas.

Tabela 1. Formulações de biofilmes com e sem adição de extrato da casca de jaboticaba.

Componentes (g/100g) Tratamentos T1 T2 T3 T4 T5/ J0 J15 J30 J45 J60 Água 60,0 46,0 32,0 18,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Soro de leite 0,0 15,0 30,0 45,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 Extrato da casca de jaboticaba - - - 15,0 30,0 45,0 60,0 Amido de mandioca 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Pectina 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Ácido acético 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 Glicerol 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 Os biofilmes foram avaliados quanto ao teor de água, matéria seca, gramatura, espessura, solubilidade, TPVA e textura. A partir destes resultados, a formulação 5 foi utilizada para a incorporação do extrato de jaboticaba nas concentrações de 15 a 60 g por 100g (Tabela 1).

Para os biofilmes J15, J30, J45 e J60, a solução filmogênica foi aquecida a 85ºC ±5ºC por 25 minutos e resfriada em até 42ºC±5ºC, quando foi adicionada do extrato da casca de jaboticaba. As amostras foram colocadas em placas de Petri de acrílico (Ø14 cm), e secos em estufa com ventilação a 42ºC por 24 horas.

2.3 APLICAÇÃO DO BIOFILME EM QUEIJOS TIPO PRATO

Para a produção do queijo Prato utilizou-se leite in natura (3,42% de gordura, 3,51% de proteína, 12,33% de EST e 8,98% de ESD), 0,002% de fermento para queijo Prato, 0,04% de cloreto de cálcio, 0,011% de urucum e 0,1% de coagulante líquido Ha-La®. Os queijos foram colocados em formas de polietileno de 500g com furos nas laterais e fundos e o suporte para empilhamento foi realizado em prensa de 5 kg de concreto, revestido com filme PVC e alumínio para inibição do contato com o produto. Os queijos foram armazenados em estufa incubadora BOD a 12ºC para o processo de cura, durante 25 dias. Os queijos foram cortados em fatias de 120g e acondicionados em embalagem Starpack quadrada (110 mm x 110 mm x 50 mm), transparente e, revestidos.

Seis tratamentos foram avaliados para os queijos, sendo: 1) Filme PVC transparente Fasfilme® (PVC); 2) Biofilme sem extrato da casca de jaboticaba (J0); e, 3, 4, 5, 6) Biofilmes contendo extrato de casca de jaboticaba de acordo com a Tabela 1 (J15, J30, J45 e J60).

Após revestidos, os queijos foram armazenados sob refrigeração a 8ºC ± 2ºC e avaliados quanto ao teor de água, pH, acidez, cor, textura e análises microbiológicas nos dias 1, 15 e 29. Os biofilmes que revestiram os queijos foram avaliados quanto à acidez, cor e análise visual da mudança de cor.

2.4 AVALIAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS

O pH dos queijos foi avaliado por pHmetro de bancada microprocessado W3B (Bel Engineering®) (BRASIL, 2006). A acidez foi avaliada por método titulométrico no queijo utilizando 10 g de amostra e titulando com NaOH 0,1N.

A acidez dos biofilmes foi avaliada durante o armazenamento pelo método do

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 em 50mL de água quente (40ºC) e titulado com NaOH 0,1M.

O teor de água dos biofilmes e do queijo foram realizados em estufa 105ºC por 24 horas (AOAC, 1997).

A determinação da solubilidade dos biofilmes em água foi feita de acordo com a metodologia descrita por Bertuzzi et al. (2007) e adaptada. Os biofilmes foram cortados em círculos (Ø 4 cm), secos em estufa a 45 ºC por 24 horas e a determinação da massa inicial foi realizada. Em seguida, as amostras foram imersas em 50 mL de água destilada e mantidas sob agitação a 25ºC por 24 horas. O biofilme foi retirado e deixado em 45ºC/24 horas para secar e sua massa aferida para calcular (Equação 1) a quantidade de biofilme não solubilizada expressa em percentual.

𝑆(%) =𝑀1−𝑀2

𝑀1 𝑥100 (1)

Onde: S é a solubilidade; M1 é a massa inicial, e M2 é a massa final.

A determinação da taxa permeabilidade ao vapor d’água (TPVA) dos biofilmes foi realizada pela fixação dos biofilmes comestíveis na parte superior de um recipiente contendo sílica. O sistema foi acondicionado em câmara com água destilada a 23ºC e umidade relativa de 75% e a determinação da permeabilidade ao vapor d´água foi obtida após 24 horas, quando a sílica mudou de cor, significando que absorveu toda a umidade (ASTM, 2000). O TPVA foi calculado de acordo com a Equação 2.

𝑇𝑃𝑉𝐴 = ∆𝑚

∆𝑡 𝑥

1

𝐴 (2)

Onde: TPVA é expresso em g água/m²/dia, Δm é a massa de água absorvida pelo material higroscópico no tempo “t” (g), Δt é o tempo de permeação (dias); e A é a área de corpo de prova exposta (m²).

2.5 AVALIAÇÕES TECNOLÓGICAS

A espessura dos biofilmes foi medida utilizado paquímetro digital Western Pro®, com resultados expressos em milímetros (mm).

Para o cálculo da gramatura, foi utilizada a razão entre a quantidade de solução e a área ocupada pelo biofilme, tendo o resultado sido expresso em g/cm², de acordo com a Equação 3.

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 𝐺 ( 𝑔

𝑐𝑚2) = 10000𝑥 ( 𝜌

𝛼) (3)

Onde: g é a gramatura expressa em g/cm², ρ é a massa da amostra, e, α é a área da amostra.

Os parâmetros de cor foram analisados com espectrofotômetro de cor Hunter Lab, modelo Color Flex EZ, no Laboratório de Pós-Colheita de Produtos Vegetais do Instituto Federal Goiano - Campus Rio Verde. A quantificação objetiva de cor foi feita por meio de colorímetro triestímulo, com leitura direta de reflectância das coordenadas de cromatricidade “L” (luminosidade), “a” (tonalidades de verde -60 a vermelho +60) e “b” (tonalidades de azul -60 a amarelo +60), empregando-se escala Hunter-Lab (BORGES,2013). Os termos L, C e hº indicam brilho (“lightness”), cromaticidade e ângulo Hue, respectivamente (CASSETARI, 2012).

Para avaliação da cromaticidade C e do ângulo Hue, Equações 4 e 5, foram utilizadas as coordenadas a* e b* (KONICA, 1998).

𝐶∗√𝑎2_{+ 𝑏}2 ₍₄₎

ℎ𝑜_{𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 (}𝑏∗

𝑎∗) (5)

Onde: C* é Chroma (adimensional), h é Hue (º), a* é a cromaticidade verde-vermelho (adimensional), e, b*= cromaticidade azul-amarelo (adimensional).

Para avaliação da cor dos queijos e dos biofilmes, eles foram cortados em quadrantes e feita a leitura 27 vezes em cada amostra. Os queijos foram submetidos à avaliação visual de mudança de cor ao longo do armazenamento, sendo feitas análises com 1, 15 e 29 dias. Para a avaliação da mudança de cor dos biofilmes (pedaços de 2 x 3 cm), utilizou-se soluções com diferentes valores de pH: para pH 12 utilizou-se solução com cloro ativo 2,5%; para pH 10 utilizou-se solução de bicarbonato de sódio 1 Mol; para pH 5 utilizou-se 2 mL de coalho; e, para pH 8 utilizou-se 2 mL de acetona. Após 15 minutos e as cores avaliadas de vermelho arroxeado a amarelo esverdeado.

O método subjetivo para avaliação de formação de biofilme foi utilizado, seguindo os atributos importantes, sendo: Retirada da placa: é a dificuldade dos biofilmes de se desprenderem do suporte sem serem rasgados, por estarem firmemente aderidos a ela;

Incidência de bolhas: representa a homogeneidade da solução filmogênica utilizada na formulação dos biofilmes. Quanto maior a quantidade de bolhas, menor a homogeneidade da solução; Fraturas e rupturas: os biofilmes devem ser retirados da placa sem serem rasgados;

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 Presença de partículas: Os biofilmes devem ser isentos de partículas insolúveis. Algumas partículas das soluções podem não ser dissolvidas em decorrência da viscosidade e da consistência, formando grânulos, prejudicando a estrutura; Manuseabilidade: Os biofilmes, após a retirada da placa, devem ter fácil manuseabilidade, podendo ser dobrados e manipulados sem qualquer risco de ruptura e Transparência: identificada pela ausência de partículas insolúveis, permitindo a visualização através do biofilme.

Foram atribuídas notas para classificação e seleção dos biofilmes de melhor qualidade. O sinal + foi atribuído à qualidade do biofilme considerado ruim; ++, razoável; +++, bom; e ++++, excelente.

Após a análise, os biofilmes que apresentaram nota + e ++ foram descartados, principalmente quando se referia à retirada da placa, e utilizados os que tiveram nota +++ e ++++ para prosseguir nas análises.

A textura dos biofilmes foi avaliada pelas análises de tensão e ruptura, módulo de elasticidade (módulo Young) e elongação dos biofilmes foram feitas de acordo com o método padrão de ASTM (2010). Os biofilmes, com dimensão de 12 cm x 1 cm, foram acondicionados a 23ºC ±2ºC e 53% ±2% de umidade relativa durante 48 horas antes da análise. A separação inicial do aperto e a velocidade mecânica foram ajustadas em 12 mm/min.

O perfil de textura dos queijos foi realizado em analisador de textura CT3 (Brookfield) com sonda acrílica (25 mm de diâmetro), distância de 3 mm, carga do trigger 0,03 N e velocidades de teste 5 mm/s. Os parâmetros analisados foram: firmeza, coesividade, adesividade, elasticidade e gomosidade.

2.6 ANÁLISES MICROBIOLÓGICAS DOS QUEIJOS

Para verificação da qualidade microbiológica dos queijos Prato, foram feitas análises de Listeria e Staphylococcus aureus. As análises foram feitas com a utilização de Kits

Compact Dry® para identificação e contagem de microrganismos da Idexx® Laboratórios.

2.7 AVALIAÇÃO DE BIODEGRADABILIDADE

A compostagem foi realizada utilizando 4 kg de esterco bovino fresco. O esterco foi deixado em canteiro no chão durante uma semana e, diariamente, era homogeneizado e umedecido com água (sem encharcar) para fermentação. Ao final, após a fermentação, o esterco apresentava textura que se esfarelava facilmente, odor característico e consistência

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 terrosa. Foi acrescentado 15% de terra ao esterco já fermentado, homogeneizado e colocado em composteiras de 2 kg.

Para verificar a degradação, os biofilmes foram cortados em arestas de ± 3 cm x 3 cm e imersos na composteira caseira. Foi verificada diariamente a integridade dos biofilmes até sua completa decomposição.

2.8 ANÁLISES ESTATÍSTICAS

Os resultados estão apresentados de forma descritiva e na forma de figuras geradas pelo software Excel, versão 2007.

Inicialmente avaliou-se os tratamentos T1, T2, T3, T4 e T5 quanto a formação e características como biofilme. Após isso, avaliou-se a inclusão de extrato de casca de jaboticaba no biofilme e a aplicação em queijo prato que foi constituído de quatro tratamentos e três repetições. No desdobramento da análise, foi utilizado o teste de Tukey a 5% de probabilidade, utilizando o software SISVAR® (FERREIRA, 2011).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Inicialmente, testou-se as formulações para avaliar as características dos biofilmes antes de testar a incorporação do extrato de jaboticaba. A Tabela 2 apresenta a avaliação da formação de biofilmes das soluções filmogênicas testadas.

Tabela 2. Avaliação da formação de biofilmes produzidos com diferentes concentrações de soro de leite, amido de mandioca e pectina.

Características Tratamento

T1 T2 T3 T4 T5

Retirada da placa - - + + ++

Incidência de Bolhas - - ± ± ±

Fraturas e rupturas após secagem - - + + ++

Presença de partículas - - + + ++

Manuseabilidade - - + + ++

Transparência ± ± + + +

- Ruim; ± = Regular; + = Bom e ++ = Excelente.

Os biofilmes T1 e T2 apresentaram formação de grânulos grandes, pegajosos e aderentes as placas. Estes tratamentos possuíam os maiores teores de amido e menores teores de soro de leite estudados neste trabalho. Matta Junior et al. (2011) relataram que um aumento

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 na concentração do amido de mandioca pode intensificar a interação entre as moléculas de amilose e amilopectina, e a ausência de espessante (pectina) provavelmente não tenha sido suficiente para formação da matriz polimérica, aumentando a rigidez da matriz, em vez de conferir aumento da mobilidade molecular e flexibilidade necessária para a formação de biofilmes flexíveis e maleáveis.

Os biofilmes T3, T4 e T5 apresentaram facilidade de retirada da placa, ausência de partículas insolúveis, fácil manuseio e aspecto transparente. O aumento da concentração de soro de leite e de pectina aumentaram a coloração levemente amarelada, que se tornou mais intensa do T3 para o T5. Este resultado já havia sido relatado por Fernandes et al. (2015), que produziram biofilmes de proteínas do soro de leite com aspecto translúcido e de coloração amarelada.

Assim, com os biofilmes T3, T4 e T5, realizou-se análises de teor de água, matéria seca, gramatura, espessura, solubilidade, taxa de permeabilidade ao vapor d’gua (TPVA), tensão na ruptura, alongamento e módulo de elasticidade que estão disponíveis na Tabela 3. O teor de água nos biofilmes T1, T2 e T3 não apresentaram diferença significativa. Mali et al. (2010) observaram em seu trabalho que a presença de água e glicerol favoreceram a absorção de água devido a higroscopicidade destes compostos.

A espessura das formulações de biofilmes avaliadas não mostrou diferença significativa entre T3, T4 e T5. No entanto, o valor observado neste trabalho foi menor do que havia sido relatado por Fernandes et al. (2015) para biofilmes concentrado proteico de soro de leite irradiado (0,119 mm). A variação da espessura pode ser decorrente do processo casting, e ela poderá afetar a uniformidade do material, a resistência mecânica e a solubilidade ao vapor d’água (Mali et al., 2010).

A gramatura dos biofilmes T3 e T4 foi maior significativamente que T5. Cardoso (2017), ao avaliar biofilmes derivados de mandioca e gelatina com aplicação em pimenta Cambuci, observou maior valor para gramatura (10.989,00 g/m²).

A solubilidade em água do biofilme aumentou confome aumentou a concentração de pectina e de soro de leite nas formulações. Solubilidade é um parâmetro estudado por influência na degradação dos filmes e lhes confere a característica de biodegradabilidade.

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Tabela 3. Propriedades físicas e mecânicas de biofilmes contendo soro de leite, amido de mandioca e pectina.

Coincidente com o valor de solubilidade, o biofilme T5 também foi a formulação que apresentou mais permeabilidade ao vapor d’água. Os valores encontrados neste trabalho foram menores que os valores relatados por Laohakunjit & Noomhorm (2004) para biofilmes de amido de arroz (0,16 g água/m²/dia). Mchugh et al. (1994) afirmaram que biofilmes com proteínas do soro têm alta permeabilidade ao vapor de água em decorrência da alta proporção de aminoácidos hidrofílicos na estrutura.

As propriedades mecânicas das formulações testadas mostraram-se maior para a formulação T5 para tensão de ruptura, taxa de alongamento e elasticidade. Tensão de ruptura e taxa de alongamento não mostraram diferença significativa com a formulação do biofilme T3. Biofilmes mais resistentes à tração foram observados por Yoshiba & Antunes (2009) observaram resultados de tensão na ruptura de 2,25 - 3,75 MPa e, alongamento de 44,80% a 72,52% para filmes de proteína de soro de leite.

O biofilme T5 apresentou melhores características de manuseabilidade e resistência ao manuseio e, por isso, foi utilizado para a incorporação de extrato da casca de jaboticaba (15, 20, 45 e 60 %) e os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 4.

Os biofilmes com maior concentração de extrato da casca de jaboticaba apresentaram maior teor de água e, consequentemente, menor teor de matéria seca.

O aumento da concentração do extrato da casca de jaboticaba nos biofilmes não influenciou na espessura (0,11 – 0,14 mm). Resultado semelhante foi relatado por Prietto et al. (2017) que desenvolveram biofilmes sensíveis ao pH à base de amido de milho e antocianinas extraídas de cascas de sementes de feijão preto e repolho vermelho.

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 casca de jaboticaba foi adicionado. A tensão de ruptura dos biofilmes estudados neste trabalho foi menor do que havia sido relatado por Shimazu et al. (2007) para filmes de amido de mandioca (2 a 25 Mpa).

Acompanhando a tensão de ruptura, o alongamento foi afetado pela adição de extrato de casca de jaboticaba e diminuiu (37 para 16 %) quando houve aumento da adição do extrato no biofilme (J15 para J60, respectivamente). Shimazu et al. (2007) relataram alongamento de 12% a 24% para os biofilmes de amido de mandioca.

O maior valor de elasticidade foi encontrado para o biofilme J45% e este valor foi modificada de acordo com a concentração de extrato de casca de jaboticaba. Comparando com o trabalho de Prietto et al. (2017), encontraram de 88,8 a 91 % de alongamento em biofilmes formulados com antocianinas extraídas de feijão preto, o valor de elasticidade encontrado neste trabalho foi baixo para o bom desempenho tecnológico dos biofilmes como embalagem. Para verificar a degradação dos biofilmes, foi feito o teste de compostagem. Após três dias de em composteira, após a peneiragem, foi verificado que todos os biofilmes avaliados foram completamente degradados, caracterizando-os como biodegradáveis. Comportamento similar foi relatado por Rosa et al. (2001) ao analisarem a biodegradabilidade e propriedades mecânicas de novas misturas poliméricas, como amido, que apresentaram maior taxa de degradação, evidenciando a viabilidade de obtenção de polímeros biodegradáveis de menor preço.

A Figura 1 apresenta a sensibilidade dos biofilmes contendo extrato da casca de jaboticaba aos valores de pH de 2, 5, 8, 10 e 12. Foi possível observar que quanto menor a concentração de extrato de jaboticaba adicionado ao biofilme, maior a facilidade de visualização de mudança de cor. Choi et al. (2017) desenvolvendo biofilme indicador de pH com antocianina de batata doce roxa. Este biofilme foi aplicado com sucesso como potencial sensor de mudança de pH em carne suína onde houve a alteração de cor de vermelho para verde.

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Figura 1. Variação da cor dos biofilmes contendo concentrações de extrato da casca de jaboticaba submetida a diferentes valores de pH.

Baseado no desempenho que o biofilme apresentou a melhor aplicação seria como fita indicadora de mudança de pH dentro em contato com o produto alimentício e dentro de uma embalagem primária. Além disso, os biofilmes com menor concentração do extrato da casca de jaboticaba (J15% e J30%) mostraram melhor visualização da mudança de cor para ser utilizado com esta função.

3.1 APLICAÇÃO DA FITA INDICADORA DE MUDANÇA DE PH EM QUEIJO PRATO Na avaliação da aplicação dos biofilmes em queijo prato, utilizou-se o biofilme sem extrato da casca de jaboticaba (J0) e o filme PVC. Antes da avaliação do biofilme diretamente em queijo Prato, realizou-se a avaliação dos biofilmes quanto a acidez e análises colorimétricas submetidos ao mesmo tempo de armazenamento (Tabela 4).

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Tabela 4. Acidez (%) e análise colorimétrica dos biofilmes estocados sob refrigeração por 28 dias.

Variáveis Armazenamento (dias)

PVC J0 J15 J30

Acidez (%) 0 - 16,01aA 30,89aA 18,34aA

14 - 19,27aA 19,61aA 24,05aA

28 - 63,17aA 74,12aA 85,07aA

L* 0 13,31cB 44,78aA 23,46bcA 27,91bA

14 15,60bB 39,23aA 30,73aA 31,15aA

28 26,50bA 45,91aA 33,34bA 32,38bA

Chroma 0 0,95cA 6,64aA 4,70bB 10,57aA

14 1,62bA 3,24bB 7,94aA 10,74aA

28 1,70cA 4,27bcAB 8,11aA 7,07abB

Hue 0 65,60aA -84,76bA 37,87aA 47,12aA

14 71,38aA -78,79bA 63,08aA 47,34aA

28 74,19aA -66,18bA 46,13aA 30,65aA

Letras minúsculas distintas na coluna e letras maiúsculas distintas na linha diferem entre si segundo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Os valores de acidez dos biofilmes aumentaram estatisticamente durante o tempo de armazenamento, porém entre os tratamentos não houve diferença.

Fama et al. (2006) observaram que o aumento da acidez dos biofilmes foi acompanhado do aumento da luminosidade (L*). No entanto, esse comportamento somente foi encontrado neste trabalho para o filme de PVC. Entre os tratamentos contendo extrato da casca de jaboticaba houve diminuição significativa da luminosidade a partir do tratamento J15. Quanto ao parâmetro de cor Chroma, foi possível perceber que os tratamentos PVC, biofilme J0 e J15 aumentaram a saturação a partir do 14º dia de armazenamento, mostrando aumento da saturação da cor. Enquanto isso, o biofilme J30 mostrou diminuição significativa da saturação neste mesmo período. Maiores valores para Chroma (12,81) foram obtidos por Song et al. (2012) ao analisarem biofilme composto extrato proteíco de farinha de sementes de girassol.

No parâmetro Hue, o tempo não diferenciou, obtendo tonalidade mais avermelhada. Valores diferentes foram analisados por Song et al. (2012) observando para valores de Hue 106,26 para biofilmes contendo antocianina de algas vermelhas.

Durante o armazenamento dos queijos Prato, observou-se que os biofilmes aderiram ao produto. A Tabela 5 apresenta os resultados obtidos quando as ao teor de umidade, valor de pH e acidez, e análise colorimétrica dos queijos avaliados no tempo 0, 14 e 28 dias.

(15)

Tabela 5. Análises físico-químicas e colorimétrica de queijos Prato submetidos ao revestimento com diferentes embalagens e estocagem sob refrigeração por 28 dias.

Tratamentos

PVC J0% J15% J30%

umidade (%)

0 53,33aA 53,33aA 53,33aA 53,33aA

14 56,04aA 49,77abA 46,90bA 47,10bAB

28 54,78aA 39,07bB 38,33bB 39,56bB

pH 0 4,84aB 4,92aB 4,92aB 4,80aB

14 4,83aB 4,97aB 5,01aAB 4,86aB

28 5,17aA 5,27aA 5,23aA 5,23aA

Acidez 0 0,16aB 0,16aAB O,16aB 0,16aA

14 0,11abC 0,12abB 0,11bC 0,15aA

28 0,21aA 0,17abA 0,20aA 0,15bA

L* 0 62,44aB 68,73aB 74,04aB 73,76aB

14 70,64aB 69,90aB 73,41aB 47,96bC

28 100,00aA 89,33aA 96,73aA 99,95aA

Chroma 0 30,55aA 27,77aA 29,31aA 25,55aA

14 23,95aAB 27,89aA 26,20aA 28,66aA

28 11,97aB 4,93aB 1,85aB 4,73aB

Hue 0 69,34±0,03 aA 69,11±0,04 aA 70,46±0,03 aA 67,94±0,04 aA 14 61,78± 5,30aA 68,94±0,13 aA 69,70±0,06 aA 62,13± 0,15aA 28 53,91±1,18 aA 38,79±1,64 aA -19,35±17,73 bB 26,34±0,63 aB Letras minúsculas distintas na linha (tratamentos) e letras maiúsculas distintas na coluna (tempo de armazenamento) diferem entre si segundo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Quanto ao teor de umidade, percebeu-se que após o 14º dia, os queijos Prato contendo o biofilme mostraram diferença significativa, mostrando que os queijos perderam umidade durante o armazenamento. Resultado semelhante foi relatado por Sobral et al. (2014) que desenvolveram queijo Prato utilizando leite enriquecido com luteína (45,67% de umidade).

Houve aumento nos valores de pH do 14º para o 28º dia em todos os tratamentos. Além disso, foi possível perceber que não houve diferença significativa entre os tratamentos em cada tempo de armazenamento avaliado, inclusive quando comparado com o filme PVC. Valores mais elevados de pH (6,30) foram relatados por Olivato et al. (2006) ao analisarem o pH do queijo processado tipo Prato embalado com biofilmes de amido de inhame.

O pH dos queijos Prato variou de 4,96 a 5,27, valores insuficientes para o crescimento microbiano, constatando que os biofilmes comestíveis reduziram o crescimento, resultado semelhante ao encontrado por Di Pierro et al. (2011) avaliando o revestimento de queijo com biofilme foi capaz de reduzir o crescimento de micro-organismos contaminantes pela redução do pH (entre 4,5-5,5) e aumentar a vida de prateleira do produto em até sete dias.

Quanto ao teor de acidez, exceto pelo queijo onde o biofilme J30 foi aplicado, todos os demais apresentaram diferença significativa durante o tempo de armazenamento, porém não foi possível estabelecer uma tendência. Os valores de acidez encontrados neste trabalho

(16)

Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 variaram de 0,11 a 0,21, que foi próximo ao que havia sido relatado por Pagani et al. (2012) ao estudarem a aplicação de biopelículas pigmentadas em queijo de coalho.

O valor de acidez dos queijos revestidos com PVC está relacionado com a embalagem, pois os queijos ficaram bem vedados, sem troca de oxigênio com o meio. Já os biofilmes com soro de leite e ECJ que revestiram os queijos permitiram trocas gasosas com o ambiente, pois o tipo de revestimento não protege o alimento dos meios externos.

Os valores encontrados para luminosidade dos queijos Prato mostraram aumento durante o armazenamento. Porém quando comparados os tempos observou-se que os valores de luminosidade diminuíram conforme aumentou-se a concentração de extrato de casca de jaboticaba nos biofilmes utilizados, comportamento que já havia sido demonstrado pelo biofilme (Tabela 5 e 6). Tavares et al (2014) haviam relatado valores de luminosidade em torno de 72,56 ao analisarem biofilme de alginato comestível em ricota.

Os valores de Chroma mostraram a mesma tendência de diminuição apresentada pelos valores de L* durante o tempo de armazenamento dos queijos Prato, enquanto entre os tratamentos não houve diferença significativa. No espaço de cor, o chroma indica a saturação de cor, e quanto menor este valor, menor a saturação, ou seja, mais pálida é a cor do produto. Assim, neste trabalho, aos 28 dias de armazenamento observou-se que todos os tratamentos se tornaram mais pálidos. Diferente disso, para queijos Gouda, os valores de chroma aumentaram conforme o tempo de maturação (El-Nimr et al., 2010).

Com relação aos valores de Hue, Tabela 5, os queijos revestidos com PVC e sem ECJ não diferiram entre os dias de armazenamento, e os queijos revestidos com filme de 15 g de ECJ e 30 g ECJ no 28º adquiriram tonalidade esverdeada. A mudança de cor no queijo se deve ao tipo de embalagem que não impediu que as ações do meio interferissem no alimento, fazendo com que o tempo de prateleira fosse reduzido.

Assim, as mudanças de cor indicaram que no início do armazenamento os queijos Prato apresentaram mais brilho e ao final estavam mais opacos.

As propriedades mecânicas do queijo Prato estão apresentadas na Tabela 6. A firmeza dos queijos Prato submetidos ao biofilme J0% aumentou do 14º para o 28º dia de armazenamento. Além disso, em 28 dias de armazenamento houve diferença significativa entre os tratamentos J0% e PVC, e J15% e J30%.

(17)

Tabela 6. Propriedades mecânicas de queijos Prato com biofilme sensível ao pH durante por 28 dias.

Variáveis Tratamentos

PVC J0% J15% J30%

Firmeza (g) 0 749,20aB 749,20aB 749,20aA 749,20aA

14 1129,20aB 2111,20aAB 1958,80aA 2242,40aA 28 2382,60abA 4190,80aA 1154,80bA 603,80bB

Coesividade 0 0,59aA 0,59aA 0,59aA 0,59aB

14 0,61aA 0,81aA 0,40aA 0,47aB

28 0,55bA 0,45bA 0,98bA 3,60aA

Adesividade (mJ) 0 0,24aA 0,24aA 0,24aB 0,24aA

14 0,48aA 0,70aA 0,78aB 0,50aA

28 1,22aA 0,16aA 2,20aA 0,22aA

Elasticidade (mm) 0 19,94aA 19,94aA 19,94aA 19,94aA

14 19,09aA 22,90aA 19,79aA 20,82aA

28 0,83aA 9,76aA 1,43aA 0,13aA

Gomosidade (N) 0 421,80aA 421,80aA 421,80aA 421,80aA 14 2495,20aA 1760,80aA 790,80aA 1107,20aA 28 1179,60aA 1942,00aA 1078,00aA 2072,00aA Letras minúsculas distintas na linha (tratamentos) e letras maiúsculas distintas na coluna (tempo de armazenamento) diferem entre si segundo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

A coesividade é relacionada a tendência das moléculas de queijo se manterem unidas (BOURNE, 2002). Não houve diferença significativa quanto aos tratamentos aplicados no queijo Prato, porém houve diferença entre do 14º para o 28º dia de armazenamento para todos os tratamentos exceto para o biofilme J30%. Este comportamento corroborou com o resultado obtido quanto ao teor de umidade que foi menor com 28 dias de armazenamento. Valle et al. (2004) observaram que um fator que influencia na coesividade é o teor de gordura do queijo e para queijo tipo Mussarela, encontraram valores de 0,53 a 0,59.

A adesividade é a força que o alimento exerce sobre a sonda (que imita os dentes), impedindo que o queijo volte ao normal durante a análise unidas (BOURNE, 2002). O único tratamento que apresentou diferença para este parâmetro de textura foi o J15% que mostrou o aumento do 14º para o 28º dia de armazenamento (Tabela 6). Ainda assim, estes valores foram menores do que havia sido relatado para queijo mexicano após 10 dias de fabricação (5,79 mJ) (Trancoso-Reyes et al., 2014).

Os parâmetros de elasticidade e gomosidade não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos e os tempos de armazenamento avaliados.

Os queijos pratos são alimentos biológica e bioquimicamente dinâmicos, em que ocorre uma série de mudanças desde a fabricação até a maturação. Neste trabalho, foi possível perceber que houve sensibilidade a mudança de cor dos biofilmes contendo extrato da casca de jaboticaba, no entanto o modelo “queijo Prato” utilizado para demonstrar a aplicabilidade

(18)

Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n.4,p.19512-19532 apr. 2020. ISSN 2525-8761 destes biofilmes mostrou pequena alteração de valores de pH no tempo avaliado.

4 CONCLUSÃO

O extrato da casca de jaboticaba poderá ser utilizado como indicador de pH, mesmo não sendo possível utilizá-la em biofilmes como embalagem primária. Este produto poderá ser consumido juntamente com o alimento em que foi utilizado ou retirado após a imersão em água, já que mostrou alta solubilidade em água.

AGRADECIMENTOS

Ao IF Goiano pelo aporte financeiro concedido por meio do Edital nº 21/2015 - Edital de Propostas de Projetos Cooperativos de Pesquisa Aplicada, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (Fapeg), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Financiadora de Estudos e Projetos pelo apoio a realização da pesquisa.

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