Qualidade e conservação de produtos agrícolas: embalagem biopolimérica da alga Dictyota Mertensii

Resumo

            O desenvolvimento de estratégias sustentáveis é crucial para enfrentar desafios globais, como mudanças climáticas e degradação ambiental. A substituição de plásticos convencionais por alternativas biodegradáveis baseadas em biopolímeros se destaca nesse contexto (Nakhate et al., Sustainability, 13:6174, 2021; Mengal et al., New Biotechnology, 40:31-39, 2018). Os plásticos tradicionais são amplamente utilizados em embalagens, mas representam uma ameaça ambiental devido à sua difícil degradação e liberação de substâncias nocivas (Emadian et al., Waste Management, 59:526-536, 2017). As algas se apresentam como excelentes alternativas para extração do alginato, que pode ser utilizado como embalagem biodegradável devido as suas propriedades de barreira, resistência à tração e biodegradabilidade. Filmes biopoliméricos com matrizes de alginato, extraído de algas marrons mostram-se promissores na conservação de alimentos, como frutas e vegetais (Abdul et al., Express Polymer Letters, 11:244-265, 2017; Kim et al., Current Opinion in Biotechnology, 79:102871, 2023). Embora o alginato tenha boa funcionalidade, sua natureza hidrofílica limita sua aplicação. A adição de cera de abelha melhora suas propriedades de barreira, enquanto glicerol e tensoativos auxiliam na flexibilidade (Shi et al., Food Hydrocolloids, 144:108930, 2023; Zhang et al., Food Bioscience, 26:88-95, 2018). Este estudo teve como objetivo obter e caracterizar mecanicamente filmes de alginato de sódio extraídos da Dictyota Mertensii, combinados com cera de abelha, tween 80 e glicerol, visando propriedades mecânicas aprimoradas. Utilizou-se 2% de matéria seca de alginato, até 25% de glicerol, até 25% de tensoativo e até 20% de cera de abelha (conforme metodologia adaptada de Queiroz et al., Food Hydrocolloids, 110782, 2024). E os filmes obtidos pelo método de casting (Oliveira et al., Food Chemistry, 259:55-64, 2018). O delineamento experimental consistiu em um simplex centróide com 17 formulações. Os experimentos foram realizados no laboratório de pós-colheita do Centro de Engenharia da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA). Para análise das propriedades mecânicas foram recortados cinco tiras (10 x 1 cm) dos filmes e submetidos a uma máquina de ensaio universal, seguindo a norma ASTM D882-18 (ASTM, 2018). Verificaram-se que as formulações 2, 3, 4, 8 e 13 apresentaram os melhores desempenhos. A formulação 13, composta por 6,7% de glicerol, 6,7% de cera de abelha e 13,3% de tensoativo, destacou-se pela resistência à tração (11,76±0,16 Mpa), alongamento na ruptura (29,19±0,45%) e módulo de elasticidade (87,31±1,27 Mpa), tornando-se a mais indicada para embalagens. Filmes com maior teor de cera de abelha apresentaram fragilidade devido a descontinuidades na superfície, comprometendo as propriedades mecânicas (conforme observado por Prus-Walendziak et al., Materials, 14:745, 2021; Queiroz et al., Food Hydrocolloids, 110782, 2024). Em conclusão, a formulação 13 apresentou os melhores resultados em termos de resistência mecânica, sendo, portanto, a mais indicada para aplicação como material de embalagem com 2% de alginato de sódio da Dictyota Mertensii, 6,7% de glicerol, 6,7% de cera de abelha e 13,3% de tensoativo.