Revestimentos comestíveis
aplicados em frutas e hortaliças
Disciplina: Tecnologia Pós-Colheita de Produtos Hortícolas
Dra. Paula Porrelli Moreira da Silva
Dra. Jacqueline de Oliveira
Laboratório de Frutas e Hortaliças
AGENDA
1. Contextualização
2. Definição
3. Efeitos em frutas e hortaliças
4. Tipos e propriedades de revestimentos comestíveis
5. Modo de aplicação de revestimentos em frutas e hortaliças
6. Aditivos em revestimentos comestíveis
7. Estudos na área
“Da lavoura ao lixo”
https://www.dinheirorural.com.br/da-lavoura-ao-lixo/
04/06/2018
Introdução - Perdas pós-colheita
https://www.nationalgeographicbrasil.com/meio- ambiente/2020/09/desperdicio-e-perda-de-comida-aumentam-no-brasil-durante-a-pandemia-sao-paulo
Introdução - Perdas pós-colheita
●
Perda pós-colheita:
produtos colhidos e não consumidos
○ indireta: energia, água, insumos, etc.
● Onde ocorrem?
○ campo (colheita), beneficiamento e transporte
○ varejo (armazenamento inadequado)
○ consumidor
●
Ações que podem reduzir as perdas*
:
○ treinamento dos envolvidos no setor
○ beneficiamento e classificação eficientes
○ embalagens modernas e eficientes
Introdução - Outro problema...
● Uso excessivo de
embalagens plásticas
○ alto custo ambiental na sua produção (derivados de petróleo,
emitem gases tóxicos e efluentes, consumo de água e energia)
○ descarte incorreto no ambiente (vai para mares, rios, bueiros) =
aumento da poluição e pouco é reciclado
● Ações para o consumo consciente de sacolas plásticas
○ atitude responsável de cada um: Recusar, reduzir, reutilizar
○ sacolas retornáveis*
○ sacos de papel (aumento do uso de celulose), plástico
biodegradável...
Planeta plástico
Revista Pesquisa FAPESP Ed. 281, jul. 2019 https://revistapesquisa.fapesp. br/planeta-plastico/ Brasil: 4° maior gerador de resíduos plásticos do mundo.
https://revistagloborural.globo.com/Noticias/Empresas-e-Negocios/noticia/2016/04/comida-granel.html
Emiliano do Amaral no Armazém Cerealista, no bairro do Itaim Bibi, em São Paulo
Embalagens para frutas e hortaliças
● Finalidades (principais):
○ proteger o alimento contaminações ou perdas;
○ facilitar e assegurar o transporte;
○ facilitar a distribuição;
○ identificação do produto: qualidade, quantidade, fabricante,
características nutricionais;
● Requisitos (principais):
○ ser atóxica e oferecer proteção sanitária
○ proteger contra: perda de umidade, transferência de gases,
aromas;
Os materiais dessas embalagens protegem o alimento, e também
interagem com o produto e o meio ambiente , conservando as funções e
qualidade do alimento, além de aumentar a sua vida útil com segurança
de uso.
Embalagens ativas ou inteligentes
Exemplos:
1. Filmes plásticos
2. Ceras diversas aplicadas nas superfícies dos produtos
3. Revestimentos comestíveis embalagens antimicrobianas
https://ital.agricultura.sp.gov. br/arquivos/cetea/informativo/ v21n1/v21n1_artigo1.pdf https://ainfo.cnptia.embra pa.br/digital/bitstream/ite m/129760/1/antoniolli- XIVENFRUTE-P4-maio2015.pdf
Revestimentos
comestíveis
●
Constituem em “nova” tecnologia pós-colheita para
conservação de frutas in natura e minimamente processados.
●
Podem ser utilizados de forma isolada ou associada às práticas
convencionais.
●
Melhoram a qualidade de frutas e hortaliças e aumentam o período de vida
útil benefício em toda a cadeia produtiva
●
Revestimentos comestíveis biodegradáveis
:
○
é uma embalagem = aplicado diretamente na superfície do produto.
○
Material biodegradável: precisa ser completamente degradado em CO
2,
água, metano e biomassa.
○
Amido, celulose, proteínas, pectinas, lipídeos = são completamente
biodegradáveis e comestíveis
Revestimentos
comestíveis
● Revestimentos = recobrimentos = coberturas
● Formulações:
○ Preparadas com substâncias reconhecidas como seguras (GRAS =
Generally recognized as save)
○ lipídeos, proteínas, derivados da celulose e do amido e outros
polissacarídeos
● São aplicados diretamente na superfície de frutas ou hortaliças
forma-se uma película fina sobre a superfície
● Foram desenvolvidos por causa do interesse dos consumidores em
terem produtos de boa qualidade com longo período de vida útil.
●
Ausência de toxicidade
Revestimentos
comestíveis - Finalidades
1.
Controle da transferência de umidade do produto para o
ambiente perda de massa em frutas e hortaliças frescas
2.
Controle da entrada de O
2no produto
a. Diminuição da respiração diminuir a produção de etileno ->
aumento do período de armazenamento
3.
Retenção ou carreamento de aditivos químicos na superfície do
produto auxiliam na manutenção da qualidade e reduz a
deterioração por microrganismos.
4.
Controlam a perda de voláteis responsáveis pelo
“flavor” do produto
(características sensoriais)
5.
Serem invisíveis e terem aderência suficiente para não serem
facilmente removidos no manuseio
Recobrimentos comestíveis: vantagens
● Biodegradáveis (consumidos como parte dos produtos)
● Podem ser incorporados com aditivos = melhorar a capacidade sensorial
ou diminuir crescimento microbiano
● Previnem ou reduzem a perda de massa e o murchamento em produtos
frescos
● Criação de atmosfera interna modificada no produto
● Retardamento do amadurecimento em produtos imaturos
● Reduzem a infecção por doenças ou incidência delas película
protetora com ou sem aditivos antimicrobianos
● Melhora a aparência de frutas e hortaliças: cor mais viva, brilho, ‘frescor’.
● Atuam contra o escurecimento enzimático em frutas minimamente
Key-words: Composite; Binary; Ternary; Edible films; coatings and Food
packaging
-
Combinação de vários tipos de polímeros para formação do revestimento
comestível.
- Adição de compostos antimicrobianos = revestimentos funcionais
https://doi.org/10.1007/s13197-018-3402-9
Revestimentos Comestíveis
• Escolha do revestimento
• Tipos de revestimentos
• Modo de aplicação
• Aditivos em revestimentos
• Alguns estudos
Revestimentos x Filmes
Estruturas independentes
pré-formadas que envolvem ou
cobrem os alimentos depois de
serem formadas.
Aplicados na forma
líquida ou formados
Cada fruta apresenta
uma fisiologia própria
Não há um revestimento “universal”, uma formulação que
possa ser aplicada a qualquer fruta indiscriminadamente.
•
Taxa de respiração;
•
Maturação;
•
Senescência.
caracterizando-se como única
do ponto de vista da elaboração
de um revestimento adequado.
Escolha do revestimento
- Características superficiais da fruta;
- Características do biopolímero ;
- Condições de armazenamento do produto;
- Objetivos almejados para o revestimento.
Características Superficiais das frutas
Grau de hidrofobicidade deve ser avaliado (pela medida de molhabilidade) A água possui caráter polar e quando ela apresenta com outra superfície um ângulo de contato
< 90° = superfície é considerada hidrofílica (materiais com estruturas nas quais predominam grupos amido, hidroxilas e carboxilas, ou funcionalidades características por ligações covalentes polares).
> 90° = superfície é considerada hidrofóbica (materiais constituídos por moléculas nas quais predominam ligações que tendem a formarem estruturas ou grupos eletricamente neutros, isto é, não configuram regiões ou sítios polares definidos).
Características Superficiais das frutas
Normalmente recoberto por uma cutícula constituída de material lipídico (caráter hidrofóbico)
Materiais com características semelhantes, em relação a hidrofobicidade, terão maior afinidade.
Um material hidrofóbico adere bem sobre uma superfície hidrofóbica. Enquanto uma material hidrofílico estabelece forte interação com uma superfície hidrofílica.
Tipos de Revestimentos
As matérias-primas empregadas na formação das coberturas e
revestimentos comestíveis podem ter origem animal ou vegetal
• Polissacarídeos (celulose, pectina, amido, quitosana, etc).
• Lipídios (óleo vegetal / mineral, cera de carnaúba, cera de parafina, cera de abelha) • Proteínas (zeínas, caseína, gelatina, albumina de ovo, etc).
Propriedades de alguns revestimentos
Cada um desses materiais, isolados ou combinados, apresenta vantagens e desvantagens específicas na forma de coberturas;
Variações nas concentrações e adição de plastificantes e antioxidantes têm sido práticas comuns na busca de formulações que gerem uma maior eficiência dos revestimentos formados.
Polissacarídeos Ceras
Polissacarídeos
Celulose, gomas (arábica, xantana, guar), pectina, amido e polissacarídeos polieletrólitos como a carboximetilcelulose, a quitina/quitosana, o alginato etc.
Alginato + CMC
Fonte: Marcos Tosi - Gazeta do Povo
Embrapa desenvolve películas comestíveis de baixo custo que aumentam em até quatro vezes a vida útil das frutas
• São solúveis em soluções aquosas neutras, levemente ácidas ou alcalinas;
• Apresentam uma melhor dispersão no soluto; • Formação de coberturas mais homogêneas; • Barreira pouco efetiva a umidade;
• As vantagens são maiores nas trocas gasosas do que na diminuição da perda de umidade;
• São recobrimentos mais brilhantes.
Podem retardar a perda de umidade de alguns alimentos, devido à evaporação da umidade do gel antes da desidratação do alimento revestido
Lipídios
Concentrações = condições de anaerobiose = alterações indesejáveis de sabor e
odor, por serem susceptíveis a oxidação
• Limitar o transporte de umidade, em função de sua baixa polaridade; • Retarda o enrugamento e proporciona brilho;
• Diminuir a abrasividade durante o manuseio; • Diminuir a incidência de queimaduras na casca. • São recobrimentos foscos (precisam de polimento)
Lipídios
Exemplos
• Ceras naturais* = carnaúba, abelha, candelila, farelo de arroz • Ceras de petróleo = polietileno oxidado
• Óleos = óleos mineral e vegetal
Em geral, em uma tonelada de fruta, se usa um litro de cera.
Proteínas
Ex: colágeno, gelatina, zeína do milho, glúten do trigo, isolado proteico de soja e caseína do leite
Principal classe de proteínas para produção de revestimentos comestíveis = classe das zeínas!
Proteínas de reserva do milho;
Hidrofóbicas devido à presença de altos teores de aminoácidos apolares;
Solúveis em álcool para sua extração;
Proteínas
• Boas propriedades mecânicas e de barreira ( que de polissacarídeos);
• Alguns componentes proteicos podem ser modificados pela adição de ácidos orgânicos ou lipídeos para formar filmes mais aderentes às superfícies dos alimentos.
Indicativo inicial para escolha do material
Hidrofílicos
Hidrofóbicos
• Superfícies fatiadas;
• Revestimento de frutas com aspectos brilhantes;
• > afinidade por água: > período de superfície hidratada e com aspecto brilhante.
Frutas com alta taxa de transpiração, nas quais a degradação ocorre
essencialmente por perda de água levando a uma rápida desidratação e
alteração do aspecto superficial.
**Essas indicações, contudo, são bastante genéricas. Demais aspectos, tanto da estrutura polimérica quanto das frutas a serem revestidas, devem ser avaliados para que a seleção de uma formulação tenha um resultado final satisfatório
Fonte: B. Yousuf et al., 2018.
Propriedades de alguns revestimentos
Frutas com alta taxa de transpiração, nas quais a
degradação ocorre essencialmente por perda de
Revestimentos
Compósitos: bicamada e emulsões
• Cada material de revestimento individualmente tem funções e limitações únicas não sendo eficazes na conservação da qualidade dos frutos e vegetais, por si. Pelo que uma vez juntos podem ver a sua funcionalidade ser reforçada.
Polissacarídeos e Proteínas Lipídeos Ex cel en te ba rrei ra de ox ig ên io Ba rrei ra de ox ig ên io Barreira à um idade Barreira à um idade
Deposição e formação de filme superficial
• Imersão (procedimento que garante que toda a superfície entre em contato
com a solução filmogênica e uma leve agitação permite o desprendimento
de bolhas, possibilitando uma deposição mais homogênea)
• Aspersão
• Pincel
• Deposição das espécies poliméricas dissolvidas no meio
• Estabelecimento de ligações fortes ou fracas com a superfície das frutas • Evaporação do solvente e reticulação do polímero: formação da cobertura
Fonte: Assis e Britto, 2014.
Deposição e formação de filme superficial
Agente formador de filme (macromoléculas, polímeros de
alto peso molecular)
água, etanol, água/etanol
Ácido acético; Hidróxido de amônia
Glicerol; Sorbitol
Objetivo: aumentar a flexibilidade do recobrimento e favorecer maior adesão do recobrimento
Adição de plastificante no recobrimento
Fruta orgão vivo Processos fisiológicos pequenas alterações (volume e textura) Flexibilidade mínima para acompanhar essas pequenas alterações (sem gerar
trincas e destacamento)
Os plastificantes são substâncias não-voláteis que, quando adicionadas a um material altera suas propriedades mecânicas e/ou físicas.
Sorbitol, glicerol, propileno glicol, ácidos graxos saturados e
insaturados
Essas alterações estruturais podem reduzir as propriedades de barreira e a aderência, e facilitar a proliferação de fungos.
Adição de plastificante no recobrimento
Elevadas adições de plastificantes devem ser evitadas, já que podem inviabilizar o uso da formulação como
O revestimento pode servir como um transportador de ingredientes funcionais: antioxidantes, compostos antimicrobianos, nutrientes e sabores.
Aditivos no recobrimento
A influência de um aditivo dependerá: • Concentração;
• Estrutura química;
• Grau de dispersão no filme;
Quitosana a 1,5% reduziu significativamente a incidência de podridão final e antracnose em abacates inoculados e naturalmente infectados (14 dias / 7,5°C)
CH+CI 0,5% e 1,0% = melhores efeitos de preservação em citros sem afetar a cor da fruta.
taxa de doença da fruta; perda de peso;
intensidade respiratória,
Cera de carnaúba
• Obtida a partir de uma palmeira brasileira;
• Inúmeras marcas comercializadas em diferentes concentrações e misturas;
• Atóxica – pode ser aplicada em produtos que também se consome a casca;
• Facilmente removível com água; • Confere brilho;
• Reduz perda de matéria fresca dos produtos;
• Apresenta diferentes taxas de permeabilidade ao O2, CO2 e ao vapor d’água em função das propriedades da matéria prima, de sua concentração e da espessura do revestimento.
Cera de carnaúba
Controle Cera + Fungicida Cera + Resina vegetal
Euphorbia antisyphilitica
Cera de origem vegetal;
Solúvel em acetona, clorofórmio, benzeno e outros solventes orgânicos
Substância GRASS para aplicação na indústria de alimentos
Minimizou significativamente as mudanças na aparência;
Manteve a firmeza inicial e a textura dos abacates foi melhorada; Manteve a qualidade dos abacateiros e prolongando sua vida útil em comparação com outros tratamentos.
Colletotrichum acutatum
Colletotrichum gloesporioides
(Antracnose)
• Valores Luminosidade e Croma foram gradualmente elevado durante o armazenamento, tornando a fruta mais clara e com coloração mais viva. Em frutos tratados com CMC esse processo foi mais lento;
• Manutenção da Firmeza;
• Menor perda de massa durante o armazenamento;
Desafios
• O sucesso comercial dos revestimentos comestíveis pode ser limitado
devido ao número elevado de fatores que se deve levar em consideração ao aplica-lo.
• Baixa propriedade de barreira contra umidade, fraca adesão superficial de alguns materiais de revestimento;
• Potencial alergênico de revestimento baseados em proteína;
• Qualidade sensorial indesejável de alguns materiais de revestimento e viabilidade de escala para um ambiente industrial.
• Os materiais de revestimento e as formulações devem ser cuidadosamente selecionados e projetados.
Desafios
Aplicação de revestimento em um ambiente industrial
• Sistema de leito fluidizado exige tombamento intenso: proteger frutas e vegetais contra danos físicos durante a aplicação do
revestimento, proporcionando adesão e durabilidade necessárias ao revestimento.
• Evitar a perda de umidade e a desidratação da superfície durante a secagem após a aplicação do revestimento
A busca de sistemas de aplicação de revestimento mais viáveis, que forneçam distribuição uniforme da solução de revestimento na superfície de frutas e vegetais e uma secagem eficiente, é necessária em escala.
