Filmes antioxidantes produzidos com extrato de antocianina de repolho roxo e acetato de celulose para inibição da oxidação da maçã minimamente processada

Abstract

As embalagens ativas à base de biopolímeros, como os polissacarídeos e as antocianinas, tem recebido cada vez mais atenção. As antocianinas possuem excelentes propriedades antioxidantes e antimicrobianas e, assim, filmes ricos em antocianinas podem ser usados para manter a qualidade e prolongar a vida útil dos produtos alimentícios. Neste contexto, o estudo teve como objetivo produzir um filme a partir do acetato de celulose, incorporado de extrato de antocianina do repolho roxo, visando avaliar o efeito antioxidante das antocianinas na inibição ou redução da oxidação de maçãs minimamente processadas. A concentração ótima do extrato de antocianina incorporada nos filmes de acetato de celulose (0,14 mL de extrato de antocianina para 3 g de acetato de celulose) foi definida através de um delineamento experimental rotacional. A otimização da composição do filme ativo foi feita pelo emprego da função desejabilidade, os requisitos considerados como determinantes foram a textura e a cor da maçã minimamente processada em função do tempo. Seguiu-se com o processo de validação do filme ativo otimizado, aplicado nas maçãs minimamente processadas, embalada com papel laminado e polietileno, seladas e refrigeradas 4 ± 2 oC , por sete dias. As maçãs foram caracterizadas quanto às coordenadas de cor, parâmetros físico-químicos e firmeza e os resultados foram comparados com maçãs embaladas em duas condições, sendo estas: filme controle (filme de acetato de celulose, sem a incorporação do extrato) e filme referência (polietileno, usualmente utilizados nas indústrias). Os filmes foram caracterizados quanto à resistência térmica, permeabilidade ao vapor d’água, resistência mecânica, cor, e capacidade antioxidante. As maçãs minimamente processadas embaladas no filme ativo apresentaram maior luminosidade, menor saturação e menor índice de escurecimento, quando comparado às maçãs minimamente processadas embaladas nos filmes controle e referência, indicando que as antocianinas incorporadas no filme, podem retardar o escurecimento oxidativo, quanto ao pH, acidez titulável e textura, as maçãs embaladas no filme ativo, comparativamente aos demais filmes, aumentaram o valor do pH, reduziram a acidez titulável e aumentaram o valor da firmeza indicando que a antocianina desacelerou o processo de maturação da fruta. No filme ativo foi analisada a atividade antioxidante (o consumo de radicais livres DPPH foi de 29,07 % e os radicais ABTS foi de 41,00 %), que indicou que as antocianinas incorporadas na dispersão filmogênica mantiveram a atividade antioxidante. A espessura do filme ativo foi aumentada decorrente da incorporação do extrato de antocianina, quanto a resistência mecânica, a resistência térmica e a permeabilidade ao vapor de água, houve uma redução dos valores quando comparado aos filmes controle e referência, embora os valores do filme ativo tenham sido menores, o emprego dos filmes ativos como embalagens complementares é capaz de proteger as maçãs minimamente processadas. Portanto, pode-se concluir que foi produzido um filme ativo com atividade antioxidante, podendo ser utilizada em embalagens alimentícias. Como sugestão de trabalhos futuros, propõe-se a aplicação do filme em outros vegetais processados. Palavras-chave: Filmes ativos biodegradáveis. Antocianina do repolho roxo. Antioxidante. Maçãs minimamente processadas.

Active packaging based on biopolymers such as polysaccharides and anthocyanins has received increasing attention. Anthocyanins have excellent antioxidant and antimicrobial properties, thus anthocyanin-rich-films can be used to maintain the quality and extend the shelf life of food products. In this context, this study aimed to produce a film from cellulose acetate incorporated into anthocyanin extract from red cabbage to evaluate the antioxidant effect of anthocyanins in inhibiting or reducing the oxidation of minimally processed apples. The optimal concentration of anthocyanin extract incorporated into cellulose acetate films (0.14 mL of anthocyanin extract for 3g of cellulose acetate) was defined using a rotational experimental design. The optimization of the composition of the active film was carried out using the desirability function. The requirements considered as determinants were the texture and color of the minimally processed apple as a function of time. This was followed by the validation process of the optimized active film applied to the minimally processed apples packed with laminated paper and polyethylene, sealed and refrigerated at 4 ± 2 oC for seven days. The apples were characterized in terms of color coordinates, physical-chemical parameters, and firmness, and the results were compared with apples packaged under two conditions, namely: control film (cellulose acetate film without incorporating the extract) and reference film ( polyethylene usually used in industries). The films were characterized for thermal resistance, water vapor permeability, mechanical strength, color, and antioxidant capacity. The minimally processed apples packed in the active film showed higher luminosity, lower saturation, and lower browning index when compared to minimally processed apples packed in the control and reference films, indicating that the anthocyanins incorporated in the film can delay oxidative browning in terms of pH, titratable acidity and texture. The apples packed in the active film, compared to the other films, increased the pH value, reduced the titratable acidity, and increased the firmness value indicating that anthocyanin delayed the fruit maturation process. In the active film, the antioxidant activity was analyzed (consumption of DPPH free radicals was 29.07% and ABTS radicals were 41.00%), which indicated that the anthocyanins incorporated in the filmogenic dispersion maintained the antioxidant activity. The thickness of the active film was increased due to the incorporation of the anthocyanin extract regarding mechanical resistance, thermal resistance, and permeability to water vapor, there was a reduction in values when compared to the control and reference films, although the values of the active film were smaller the use of active films as complementary packaging can protect minimally processed apples. Therefore, it can be concluded that an active film with antioxidant activity was produced, which can be used in food packaging. As a suggestion for future work, the application of the film to other processed vegetables is proposed. Keywords: Biodegradable active films. Red cabbage anthocyanin. Shelf life. Minimally processed apples.