Atividade antimicrobiana e antioxidante de filmes comestíveis de gelatina e quitosana adicionados de óleos essenciais

Os óleos essenciais têm sido reconhecidos por suas propriedades antimicrobiana e antioxidante, ganhando destaque na indústria de alimentos para ser utilizado como aditivo natural. Entretanto, a adição direta de óleos essenciais na formulação de alimentos pode provocar a perda de sua bioatividade em razão das condições de processo (luz, calor, pressão e presença de oxigênio) empregadas. Neste sentido, a incorporação de óleos essenciais em filmes comestíveis é uma interessante alternativa, permitindo a obtenção de embalagens ativas que auxiliam na conservação de alimentos. Neste trabalho, filmes comestíveis de gelatina e quitosana adicionados de óleo essencial de alecrim e orégano foram produzidos. Nos filmes obtidos foram avaliadas as propriedades mecânicas, a morfologia por microscopia eletrônica de varredura, atividade a antimicrobiana frente aos microrganismos Escherichia coli e Staphylococcus aureus, o conteúdo de compostos fenólicos totais e a atividade antioxidante pelos métodos ABTS e DPPH. Os filmes contendo óleos essenciais apresentaram atividade antimicrobiana e antioxidante, sendo em maior proporção para o filme com óleo essencial de orégano. A adição de óleos essenciais não alterou a morfologia dos filmes, a qual apresentou-se compacta, homogênea e sem separação aparente de fases. Os filmes obtidos possuem potencial para produção de embalagens ativas biodegradáveis com o propósito de auxiliar na segurança microbiológica, nutricional e sensorial dos alimentos

Production and characterization of soy protein isolate biodegradable films containing oregano essential oil microparticles

Synthetic packaging is widely used in Brazil and worldwide, but it has the disadvantage of requiring a high degradation time and when not reused, it generates a problem of waste accumulation. An alternative would be the use of biodegradable packaging produced with biopolymers from renewable source such as soy protein isolate (SPI). SPI films allow the incorporation of bioactive compounds such as oregano essential oil (OEO). However, OEO is easily degraded during processing, and an alternative to preserve the bioactivity of this compound would be the microencapsulation. This study was divided in two stages. The first consisted of evaluating the effect of pH and concentration of SPI on the properties of SPI films using a central rotational compound design (DCCR). It was observed that at high pHs, tensile strength (RT) and elongation at break (ELO) of films were increased. Solubility (SOL) and color parameter L* were observed, with the lowest values of these variables being obtained at alkaline pH, far from the isoelectric point, in which denaturation of the soybean proteins occurred, allowing interaction between the chains and the formation of a compact structure. Considering the desirability function, to obtain a film with high RT and ELO and low SOL it is necessary to use 7.56% of SPI and to adjust the filmogenic solution to pH 10.54. The second step of this study consisted in microencapsulate the OEO by the ionic gelation technique and apply it in the formulation of SPI films. OEO was successfully microencapsulated by ionic gelation technique and presented spherical shape, mean diameter of 250 μm and encapsulation efficiency of 79.6%. The presence of free OEO decreased the RT and Young's modulus (MY), and increased SOL and these results may be related to the reduction of the polymer-polymer interaction, forming a less cohesive and weak structure. The addition of free OEO provided antimicrobial activity against S. aureus and E. coli, and this action decreased after 90 days of storage. The presence of microencapsulated oregano essential oil (OEOM) increased the RT and MY, decreased ELO and PVA of the films. It is believed that there was a good interaction between the film matrix and the OEO microparticles, resulting in the reinforcement of the polymer matrix. The microencapsulation of the oil protected the bioactive compounds present in the OEO during the production and drying of the films, allowing to obtain materials with antimicrobial properties.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)As embalagens sintéticas são amplamente utilizadas no Brasil e no mundo, mas possuem a desvantagem de demandarem um alto tempo de degradação e quando não reutilizadas geram um enorme problema de acúmulo de lixo no meio ambiente. Uma alternativa seria a utilização de embalagens biodegradáveis produzidas a partir de biopolímeros de fonte renovável, como o isolado proteico de soja (IPS). Os filmes de IPS permitem a incorporação de compostos bioativos como o óleo essencial de orégano (OEO). Entretanto, o OEO é facilmente degradado durante o processamento e uma alternativa para preservar a bioatividade desse composto seria realizar a microencapsulação. Este estudo foi dividido em duas etapas. A primeira consistiu em avaliar o efeito do pH e da concentração de IPS sobre as propriedades dos filmes de IPS utilizando um delineamento composto central rotacional (DCCR). Observou-se que em pHs elevados, aumentava-se a resistência à tração (RT) e a elongação na ruptura (ELO) dos filmes. Fato contrário foi observado em relação a solubilidade (SOL) e o parâmetro de cor L*, sendo os menores valores dessas variáveis obtidos em pH alcalino, distante do ponto isoelétrico, no qual ocorreu desnaturação das proteínas da soja, possibilitando interação entre as cadeias e a formação de uma estrutura compacta. Considerando a função desejabilidade, para obter um filme com alta RT e ELO e baixa SOL foi necessário utilizar 7,56 g de IPS/ 100 g de solução filmogênica e ajustar a solução filmogênica para pH 10,54. A segunda etapa teve como objetivo produzir filmes de IPS com OEO livre e microencapsulado pela técnica de gelificação iônica e avaliar as propriedades mecânicas, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA), cor, morfologia e atividade antimicrobiana durante 90 dias de armazenamento. O OEO foi microencapsulado com sucesso pela técnica de gelificação iônica apresentando formato esférico, diâmetro médio de 250 μm e eficiência de encapsulação de 79,6 %. A presença de OEO livre diminuiu a RT e o módulo de Young (MY) e aumentou a SOL e esses resultados podem estar relacionados com a redução da interação polímero-polímero, formando uma estrutura menos coesa e fraca. A adição de OEO livre conferiu ao filme ação antimicrobiana frente a S. aureus e E. coli, e esta ação diminuiu após 90 dias de armazenamento. A presença de óleo essencial de orégano microencapsulado (OEOM) aumentou a RT e MY, diminui a ELO e a PVA dos filmes. Acredita-se que houve uma boa interação entre a matriz do filme e as micropartículas de OEO, resultando no reforço da matriz polimérica. A microencapsulação do óleo protegeu os compostos bioativos presentes no OEO durante a produção e secagem dos filmes, possibilitando obter materiais com propriedades antimicrobianas

Effect of glycerol as plasticizer on thefunctionalproperties of soy protein and oregano essential oil film

Neste trabalho, avaliou-se o efeito da concentração de glicerol nas propriedades de filmes de proteína de soja (IPS) incorporados de óleo essencial de orégano (OEO). As concentrações de glicerol testadas foram de 20, 25 e 30 g de glicerol/100 g de IPS, e a concentração de OEO utilizada foi de 3% (m/m) em relação à solução filmogênica. O aumento na concentração de glicerol com a presença de OEO promoveu diminuição no módulo de Young, resistência à tração e aumento no alongamento à ruptura e permeabilidade ao vapor de água. Entretanto, em alta concentração de glicerol e OEO o filme mostrou migração aparente desses compostos. Filmes de IPS com OEO apresentaram atividade antimicrobiana frente a E. coli e S. aureus, e significativa atividade antioxidante (medida pelos métodos DPPH e ABTS), independentemente da concentração de glicerol. Os filmes apresentados são uma opção promissora de embalagens ativas ambientalmente corretas para serem utilizadas na conservação de alimentos26n this work, the effect of glycerol concentration on the properties of soy protein (SPI) films incorporated with oregano essential oil (OEO) was evaluated. The glycerol concentrations tested were 20, 25 and 30 g glycerol/ 100 g SPI, and the OEO concentration used was 3 % (w/w) in relation to filmogenic solution. The increase in the glycerol concentration with the presence of OEO promoted a decrease on the Young's modulus, tensile strength and increase on elongation at rupture and water vapor permeability. However, in high concentration of glycerol and OEO the film showed apparent migration of these compounds. SPI films with OEO presented antimicrobial activity against E. coliand S. aureus, and significant antioxidant activity (measured by DPPH and ABTS assays) regardless of the glycerol concentration. The films presented are a promising option of environmentally friendly active packaging to be used in food conservatio