Desenvolvimento de revestimentos comestíveis ativos à base de pectina, caracterização das propriedades reológicas e de superfície e aplicação em mamão papaia (Carica papaya L.)

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Floridi, João Vitor Balieiro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biopolímeros; Biopolymers; Edible coatings; Ensaios reológicos; Pectin; Pectina; Propriedades de superfície; Revestimentos comestíveis; Rheological tests; Surface properties
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-31012024-163956/

Dentre as tecnologias que possibilitam prolongar a vida de prateleira de frutas e vegetais, os revestimentos comestíveis têm se destacado, pois além de serem de fácil replicação em larga escala, possuem a capacidade de carregar princípios ativos na formulação. Quando aplicado sobre a superfície do alimento, retarda o processo de amadurecimento e pode contribuir para a redução de perdas pós-colheita. Diante de tal contexto, essa dissertação teve como objetivo desenvolver um revestimento comestível à base de pectina, caracterizar as propriedades reológicas e de superfície das soluções formadoras de revestimento e por fim avaliar sua aplicação em mamão papaia. Tanto a formulação quanto o processo de produção da solução formadora de revestimento foram pautados em experimentações prévias em laboratório, utilizando o óleo essencial de laranja doce como bioativo, incorporado através de uma emulsão do tipo óleo-em-água. Na formulação controle não houve a incorporação da emulsão. Além disso, foram estudados dois métodos de aplicação das soluções de formulação selecionada: imersão e aspersão. Via impressão 3D, foi desenvolvido um aparato para facilitar a aplicação dos revestimentos pelo método de aspersão. A emulsão com o bioativo, as soluções e os filmes de revestimento foram caracterizados por análises físicas e químicas. O efeito do revestimento no mamão papaia foi avaliado através de análises de pH, teor de sólidos solúveis totais, acidez titulável, perda de massa, firmeza e cor das frutas no período de quinze dias a temperatura ambiente, e os dados obtidos foram comparados aos da fruta sem recobrimento. A emulsão desenvolvida foi caracterizada acerca da estabilidade física, diâmetro médio de gota, distribuição de partículas e potencial zeta, onde os resultados obtidos corroboraram a elaboração de um sistema que carrega de maneira confiável o componente ativo, posteriormente incorporado à formulação. Como consequência de observações experimentais, a concentração de 4% de pectina foi escolhida na formulação das soluções formadoras de revestimento. O comportamento reológico das soluções controle e com ativo emulsionado foram similares. Na análise dos gráficos obtidos dos ensaios em regime estacionário e oscilatório, foi possível perceber que a viscosidade manteve-se constante ao longo do tempo, com variações não significativas, indicando um comportamento pouco tixotrópico das soluções. Dentre os parâmetros matemáticos mais conhecidos para descrever o comportamento reológico de um fluido, os melhores ajustes foram obtidos para os modelos Newtoniano e Lei da Potência, com coeficientes de correlação maiores que 0,989 para as formulações de revestimento testadas. O valor da tensão crítica superficial da casca da papaia abaixo de 100 mN/m possibilitou a utilização do gráfico de Zisman para estimar as forças polar e dispersa atuantes na superfície da fruta. Aliado aos ensaios de gota pendente e ângulo de contato, as tensões superficiais da solução em contato com a fruta e o coeficiente de espalhamento foram calculados, indicando um aumento na molhabilidade das soluções com ativo emulsionado, bem como menor valor da tensão superficial se comparado com a solução controle. Através das micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica, foi possível constatar que a incorporação da emulsão ocasionou um aumento na rugosidade superficial dos revestimentos, além de um aumento na espessura média, fruto do aumento da porosidade devido à interação óleo-polímero. Os revestimentos com ativo incorporado apresentaram menor brilho, maior barreira à luz ultravioleta/visível, maior elongação na ruptura e maior permeabilidade ao vapor de água. Durante o período de avaliação dos frutos, pôde-se constatar que os revestimentos desenvolvidos foram capazes de preservar algumas características físicas e químicas do mamão papaia. Em comparação com as frutas-controle, os mamões com revestimento apresentaram maior firmeza da casca e os parâmetros de cor indicaram contenção no processo de amadurecimento do fruto ao longo dos quinze dias. Os revestimentos também controlaram a taxa de transpiração das frutas, influenciando nos valores de pH, teor de sólidos solúveis e acidez titulável. De uma maneira geral, não foram observadas diferenças entre os métodos de aplicação no desempenho dos revestimentos. Ao fim do estudo, foi possível desenvolver um material que atendeu de maneira favorável às condições de trabalho impostas, com potencial para estender a vida-útil dos mamões.