Embalagem biodegradável a base de fécula de mandioca e agente antimicrobiano natural

3/28/2013 09:17:00 PM

Fonte: Canal Ciência

O que é a pesquisa?

As embalagens existem para conter, proteger e transportar algum conteúdo, permitindo-lhe chegar ao seu destino em perfeito estado de conservação. Com o passar do tempo, as embalagens foram se transformando e incorporando novos materiais e tecnologias de produção, para atender às necessidades cada vez mais complexas. Segundo a Associação Brasileira de Embalagem (Abre), a indústria de embalagem tem utilizado os resultados das pesquisas tecnológicas para produzir uma variedade enorme de itens, que passaram a embalar todo tipo de produto.
 
Os plásticos são materiais modernos derivados do petróleo e, com o crescimento acelerado da indústria petroquímica, passaram a representar grande parte da produção de embalagens. A indústria de plásticos foi um dos setores que apresentou as maiores taxas de crescimento no mundo nos últimos 25 anos, refletindo a expansão do mercado consumidor, e o dinamismo do processo de substituição de produtos e materiais tradicionais por outros derivados da petroquímica, mais baratos, práticos, entretanto de difícil degradação quando descartados como lixo após o seu uso.
 
Para reverter essa trajetória, pesquisadores têm sido incentivados a desenvolver materiais biodegradáveis, derivados de fontes naturais renováveis, cujo descarte e degradação na natureza causem baixos impactos ao meio ambiente, quando comparados com o plástico. O caráter biodegradável e renovável de materiais à base de amido é conhecido há muito tempo. A fécula de mandioca, devido ao seu baixo custo de produção e abundância no Brasil, bem como à sua elevada capacidade de degradação sem poluir o ambiente, é uma matéria-prima com boas características para o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis. No entanto, os biomateriais ainda são pouco explorados pelas indústrias de embalagens e alimentícias.
 
Essa pesquisa, realizada pelo Laboratório de Engenharia de Alimentos, do Departamento de Engenharia Química, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), propôs o desenvolvimento de um novo conceito de embalagem, totalmente biodegradável, capaz de substituir os filmes flexíveis derivados de petróleo, atualmente empregados para embalar pães, massas, biscoitos e produtos correlatos. As novas embalagens foram formuladas a partir de fécula de mandioca e argila, matérias-primas de fontes renováveis, acrescidas de óleo essencial de canela.
 
O óleo essencial de canela tem comprovada ação antimicrobiana, capaz de inibir ou retardar o crescimento e a proliferação de fungos, frequentemente encontrados em produtos da panificação. A aplicação do óleo como aditivo natural transforma as embalagens em material antimicrobiano ativo, que age sobre o produto embalado combatendo os fungos contaminantes, dispensando o uso de conservantes químicos sintéticos na composição do produto. As embalagens biodegradáveis ativas, além da sua função primária de proteger e preservar o produto, liberam compostos que atuam como antimicrobianos, e que podem aumentar a vida de prateleira dos produtos embalados. A tecnologia utilizada nessa pesquisa desponta como importante estratégia para reduzir o uso de plásticos derivados do petróleo e melhorar as propriedades mecânicas e de barreira de embalagens, adaptadas ao conceito de desenvolvimento sustentável.

 

Como é feita a pesquisa?

A pesquisa foi dividida em três etapas. A primeira compreendeu a elaboração de filmes biodegradáveis a base de fécula de mandioca, usando etanol e água como solventes e glicerol como agente plastificante, e nanopartículas de argila, introduzidas para aumentar a resistência dos filmes à tração. A presença de nanopartículas de argila também tornou a embalagem menos permeável, criando uma barreira para a entrada de umidade e oxigênio, inibindo o desenvolvimento de bactérias e fungos no seu interior.
 
A segunda etapa avaliou a atividade antimicrobiana de princípios ativos encontrados em óleos essenciais de cravo e de canela contra dois micro-organismos comuns em produtos de panificação, os fungos Penicillium commune e Eurotium amstelodami. O cinamaldeído, princípio ativo mais expressivo do óleo de canela, apresentou as melhores propriedades antimicrobianas nos testes microbiológicos.
 
Na terceira etapa, o filme de fécula de mandioca, impregnado com cinamaldeído, teve a sua ação antimicrobiana avaliada contra os fungos. A técnica de impregnação utilizada na pesquisa, inovadora quando comparada à de impregnação convencional, mostrou-se mais vantajosa e eficiente. Além de ocultar o forte cheiro residual da canela, essa técnica permitiu que maior quantidade de cinamaldeído fosse incorporada por grama de embalagem, o que a deixou, por sua vez, com maior poder antimicrobiano contra fungos.
 
O filme biodegradável à base de amido foi elaborado com sucesso, atendendo às exigentes características mecânicas, de barreira e térmicas próprias das embalagens para alimentos.

Qual a importância da pesquisa?

A viabilidade do uso de antimicrobianos naturais em alimentos, para promover a sua conservação, tem sido largamente investigada, alcançando bons resultados e avanços no âmbito científico, tecnológico e inovador. A canela provou ser uma fonte potencial de extração de compostos antimicrobianos para ser usada pela indústria como conservante natural de alimentos, uma alternativa simples e natural ao uso de conservantes químicos sintéticos, com benefícios tanto para a indústria quanto para os consumidores.
 
A pesquisa abre perspectivas para o emprego de técnicas e equipamentos, convencionalmente utilizados na indústria de embalagens flexíveis, no desenvolvimento de novos filmes biodegradáveis a base de materiais de origem vegetal, rapidamente degradáveis no ambiente, e com substâncias ativas naturais incorporadas.
 
Dessa forma, filmes biodegradáveis e ativos contra os fungos encontrados em pães seriam produzidos industrialmente, satisfazendo um grupo de consumidores mais atentos e preocupados com a qualidade e segurança dos alimentos, em busca de produtos naturais, e conscientes com a questão da sustentabilidade e da necessária conservação ambiental do planeta.
 
Algumas das vantagens associadas à embalagem biodegradável, observadas nessa pesquisa, podem ser listadas:
• Redução do uso de plásticos sintéticos derivados de fontes não-renováveis de recursos naturais;
• diminuição dos graves problemas ambientais gerados pelo descarte de materiais plásticos não-biodegradáveis;
• possibilidade de agregar valor a produtos naturalmente encontrados no Brasil, como a fécula de mandioca, a argila e o óleo essencial de canela;
• substituição de conservantes químicos por conservantes naturais;
• exploração industrial dos plásticos biodegradáveis como embalagem para alimentos.
 
Nenhuma patente foi encontrada nas bases do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi), relacionando o uso de nanopartículas de argila e de agentes antimicrobianos em embalagens biodegradáveis, comprovando o caráter inovador desta pesquisa.
 
Texto de divulgação científica publicado em 17 de fevereiro de 2012.

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