Nome do Projeto
Antocianinas de diferentes fontes vegetais encapsuladas em nanofibras e nanocápsulas de polímeros biodegradáveis para formação de embalagem inteligente
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
20/09/2021 - 20/09/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Atualmente, os consumidores buscam por gêneros alimentícios seguros e com qualidade. Devido a isso, as embalagens se tornaram indispensáveis à indústria de alimentos, pois permitem que o alimento chegue ao consumidor com as características desejadas. No entanto, alguns fatores podem levar a alterações fisiológicas do produto, demonstrando a necessidade de monitoramento em tempo real para garantir a qualidade do mesmo. Uma forma de realizar este monitoramento é através de embalagens inteligentes, que são sistemas capazes de detectar e informar atributos do próprio alimento, do ambiente interno ou externo da embalagem e comunicar-se com o consumidor. Uma embalagem inteligente com sensor de mudança de pH consegue monitorar o frescor de alimentos através da alteração do pH do meio durante a deterioração. Como as antocianinas apresentam alta sensibilidade às mudanças de pH e mudam de cor em razão da variação deste parâmetro, elas são compostos bioativos adequados para uso como sensores de pH. Devido a sensibilidade a fatores externos e a baixa estabilidade das antocianinas, pode-se preservá-las através da encapsulação em nanofibras e nanocápsulas de polímeros biodegradáveis. Assim, objetiva-se com o projeto produzir nanofibras e nanocápsulas, pelas técnicas de electrospinning e electrospraying incorporadas com antocianinas de diferentes fontes vegetais para elaboração de sensor de mudança de pH formando uma embalagem inteligente. As antocianinas serão extraídas identificadas e quantificadas. As nanofibras e nanocápsulas serão obtidas e diferentes concentrações de antocianinas serão incorporadas em cada estrutura de parede. As nanofibras e nanocápsulas serão caracterizadas através das análises de morfologia e distribuição de tamanho, grupos funcionais, solubilidade em água, propriedades térmicas, hidrofilicidade, cor em diferentes pHs, estabilidade frente a temperatura, tempo e luz, em diferentes pHs. Por fim, será realizada a avaliação da funcionalidade in situ como sensor de mudança de pH em um alimento. Deste modo, espera-se obter nanofibras e nanocápsulas de acetato de celulose incorporadas com antocianinas que possam ser utilizadas como sensores de mudança de pH para uma embalagem inteligente.

Objetivo Geral

O projeto tem o objetivo de produzir nanofibras e nanocápsulas, pelas técnicas de electrospinning e electrospraying incorporadas com antocianinas para elaboração de sensor de mudança de pH formando uma embalagem inteligente.

Justificativa

Uma embalagem destinada a conter alimentos deve preservar o produto embalado durante toda a vida útil deste, garantindo a segurança e qualidade do mesmo. Para isso a embalagem exerce quatro funções primordiais: contenção, proteção, comunicação e conveniência. Porém, exigindo-se cada vez mais das embalagens em relação a conservação dos produtos, surgem novas classes, denominadas de embalagens ativas e embalagens inteligentes (LATOS-BROZIO; MASEK, 2020).
A embalagem inteligente é o sistema destinado a acompanhar em tempo real e detectar as mudanças ocorridas no alimento ou no ambiente interno ou externo da embalagem e comunicar esses atributos, fornecendo continuamente informações sobre a qualidade e o estado de conservação dos produtos embalados. Essa comunicação é realizada através de indicadores, como os indicadores de temperatura-tempo, de umidade, de maturação, de presença de gases, de frescor, entre outros (BHARGAVA et al., 2020; LATOS-BROZIO; MASEK, 2020; YONG; LIU, 2020).
Os indicadores de frescor, por exemplo, utilizam-se da alteração colorimétrica de alguns corantes para exibir informações sobre o frescor do alimento embalado. Inúmeros pigmentos sintéticos já foram utilizados para desenvolvimento de embalagens, porém, esses compostos são potencialmente tóxicos e mutagênicos, não sendo os mais adequados para serem empregados em embalagens para alimentos (BHARGAVA et al., 2020; LATOS-BROZIO; MASEK, 2020).
Como alternativa, pode-se utilizar corantes de origem natural, extraídos de alimentos ou seus respectivos resíduos. Essa classe de corantes, além de estarem disponíveis na natureza, são compostos atóxicos, seguros, confiáveis e mais econômicos. Alguns desses pigmentos são as betalaínas, clorofilas, curcuminas e antocianinas (BHARGAVA et al., 2020).
As antocianinas são compostos bioativos que atuam como corantes naturais e possuem atividades antioxidante, antimicrobiana, antiinflamatória e anticancerígena. Além de serem altamente sensíveis as mudanças de pH do meio, alterando sua coloração em função desse parâmetro. Essas moléculas pertencem ao grupo dos compostos fenólicos e podem ser extraídas de diferentes fontes vegetais. Uma fonte que vem atraindo atenção ultimamente é o bagaço de uva (YONG; LIU, 2020).
Como aplicação, as antocianinas podem ser empregadas para formar uma embalagem inteligente e acompanhar a deterioração de produtos ricos em proteínas, como carne suína, frango, peixes e camarões, visto que durante a deterioração destes alimentos, os microrganismos produzem compostos de nitrogênio volátil, como as aminas, que deslocam o pH do meio para a zona alcalina. Entretanto, devido à sensibilidade das antocianinas a fatores como luminosidade ou temperatura, é fundamental a aplicação de tecnologias para proteger esses compostos. Assim, o processo de nanoencapsulação se mostra adequado para esse fim (YONG; LIU, 2020).
As técnicas de nanoencapsulação electrospinning e electrospraying produzem, respectivamente, nanofibras e nanocápsulas e são atraentes em razão da fácil operação e flexibilidade, adequado custo – benefício e elevada capacidade de carregamento de compostos bioativos (devido à alta relação superfície-volume das estruturas geradas). Como material de parede dessas nanoestruturas comumente são utilizados proteínas e polissacarídeos (ÇANGA; DUDAK, 2019).
Deste modo, as nanofibras e nanocápsulas de polímeros biodegradáveis incorporadas com antocianinas de fontes naturais constituem potencial sistema sensor de pH para ser utilizado como indicador de frescor na elaboração de uma embalagem inteligente para a indústria de alimentos.

Metodologia

No Estudo 1 as antocianinas de fontes naturais serão extraídas identificadas e quantificadas por HPLC. Pelas técnicas de electrospinning e electrospraying serão produzidas nanofibras e nanocápsulas, respectivamente, a partir de polímeros biodegradáveis. Então, as antocianinas serão incorporadas em diferentes concentrações. A caracterização dos nanomateriais contendo antocianinas se dará obtendo-se a morfologia, distribuição de tamanho, grupos funcionais, solubilidade em água, propriedades térmicas, hidrofilicidade, cor em diferentes pHs, estabilidade frente a temperatura, tempo e luz, em diferentes pHs. No Estudo 2, os nanomateriais bioativos serão aplicados e a avaliação da funcionalidade in situ como sensor de mudança de pH em um alimento a ser definido, será realizada.

Indicadores, Metas e Resultados

Desenvolvimento de Dissertações e Teses
Publicação de Resultados

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADRIANA DILLENBURG MEINHART2
ALVARO RENATO GUERRA DIAS2
DIEGO ARAUJO DA COSTA
ELDER PACHECO DA CRUZ
ELESSANDRA DA ROSA ZAVAREZE2
ESTEFANI TAVARES JANSEN
FELIPE NARDO DOS SANTOS
FRANCINE TAVARES DA SILVA
Igor Henrique de Lima Costa
JULIANI BUCHVEITZ PIRES
Júlia Zaia Tobias
LAURA MARTINS FONSECA

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível SuperiorR$ 30.000,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 30.000,00

Página gerada em 01/07/2022 05:52:01 (consulta levou 0.087057s)