Filmes de poli(ácido lático) adicionados de extratos de carotenoides – desenvolvimento de materiais para a embalagem de alimentos sensíveis à luz e ao oxigênio
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10183/213016 |
Resumo: | A busca por alimentos livres de aditivos artificiais embalados em materiais que não agridam ao meio ambiente é uma tendência. Tendo em vista que o uso de embalagens que protegem os alimentos da luz e do oxigênio permite a extensão do shelf life de produtos perecíveis, a incorporação de extratos de carotenoides à matriz polimérica do poli(ácido lático) (PLA) é uma alternativa para melhorar as propriedades desse polímero e ampliar sua gama de aplicação. Inicialmente, extratos de beta-caroteno, licopeno e bixina foram incorporados à matriz de PLA em filmes produzidos pela técnica de casting, onde a bixina apresentou a maior estabilidade de coloração dos filmes e o melhor desempenho na proteção do óleo de girassol frente a reações de oxidação. Os filmes com licopeno e beta-caroteno protegeram o óleo através da barreira à luz, onde a liberação gradual de carotenoides para o óleo teve papel secundário na redução da formação de peróxidos no produto. A cinética de migração dos carotenoides para um líquido simulante foi descrita por um novo modelo matemático, onde a degradação dos compostos liberados foi considerada. Na segunda etapa do estudo, filmes de PLA com bixina foram produzidos através de processamento via fusão, onde o processamento a 160 °C provocou perdas de até 85% dos carotenoides. No entanto, o uso de 0,1% de bixina produziu materiais com excelentes propriedades de barreira à luz UV, a qual foi responsável pela expressiva redução da fotodegradação da riboflavina. As tensões de cisalhamento inerentes ao processamento em câmera de mistura não causaram degradação adicional da bixina, sendo possível manter boa parte do poder corante do carotenoide. Apesar de aumentar a permeabilidade ao oxigênio do material, o uso de plastificante acetil tribul citrato (ATBC) acelerou a migração da bixina para o alimento evitando que a degradação oxidativa do óleo de girassol ocorresse de forma acelerada. O desenvolvimento de filmes a partir de PLA e carotenoides demonstra que é possível produzir embalagens biodegradáveis, de coloração atrativa, mecanicamente resistentes e que protejam os alimentos embalados da fotodegradação. Através do conhecimento gerado, é desejável otimizar o desempenho do PLA como material antioxidante através da modulação da cinética de migração dos carotenoides e do aumento da barreira ao oxigênio do material. |
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Os filmes com licopeno e beta-caroteno protegeram o óleo através da barreira à luz, onde a liberação gradual de carotenoides para o óleo teve papel secundário na redução da formação de peróxidos no produto. A cinética de migração dos carotenoides para um líquido simulante foi descrita por um novo modelo matemático, onde a degradação dos compostos liberados foi considerada. Na segunda etapa do estudo, filmes de PLA com bixina foram produzidos através de processamento via fusão, onde o processamento a 160 °C provocou perdas de até 85% dos carotenoides. No entanto, o uso de 0,1% de bixina produziu materiais com excelentes propriedades de barreira à luz UV, a qual foi responsável pela expressiva redução da fotodegradação da riboflavina. As tensões de cisalhamento inerentes ao processamento em câmera de mistura não causaram degradação adicional da bixina, sendo possível manter boa parte do poder corante do carotenoide. Apesar de aumentar a permeabilidade ao oxigênio do material, o uso de plastificante acetil tribul citrato (ATBC) acelerou a migração da bixina para o alimento evitando que a degradação oxidativa do óleo de girassol ocorresse de forma acelerada. O desenvolvimento de filmes a partir de PLA e carotenoides demonstra que é possível produzir embalagens biodegradáveis, de coloração atrativa, mecanicamente resistentes e que protejam os alimentos embalados da fotodegradação. Através do conhecimento gerado, é desejável otimizar o desempenho do PLA como material antioxidante através da modulação da cinética de migração dos carotenoides e do aumento da barreira ao oxigênio do material.Consumers demand for food produced without synthetic and chemical preservatives packaged in environmentally friendly materials is a trend. Considering the shelf life of perishable food, it can be extended by the use of packaging materials that protects it from light and oxygen. The incorporation of carotenoid extracts into the poly (lactic acid) (PLA) matrix is an alternative to improve the properties of this polymer and to broaden its application range. Initially, beta-carotene, lycopene and bixin extracts were used to produce PLA films by the casting technique, where bixin produced films with the highest color stability and the best performance in protecting sunflower oil against oxidation. Lycopene and beta-carotene films protected the oil through a light barrier, where the gradual release of carotenoids to the oil played a secondary role in reducing the formation of peroxides in the product. A new mathematical model described the kinetics of carotenoid migration to a food simulant, where the degradation of the released compounds was considered. In the second part of the study, PLA films with bixin were produced by melt processing at 160 °C, where the heat caused up to 85% of carotenoid degradation. However, the use of 0.1% bixin produced materials with excellent UV-light barrier, which was responsible for significantly protecting riboflavin from photodegradation. The shear stress inherent to the melt mixing process did not cause bixin further degradation, where the coloring properties of the carotenoid in PLA were maintained. Despite increasing the oxygen permeability of the material, the use of acetyl tributyl citrate (ATBC) accelerated bixin migration to the food and prevented the increase of sunflower oil oxidative degradation. The development of PLA materials with carotenoids demonstrates that it is possible to produce colored food packaging that protects packaged food from photodegradation, besides being biodegradable and mechanically resistant. Through the knowledge generated, it is desirable to optimize the performance of PLA as an antioxidant material by modulating the carotenoid migration kinetics and increasing the material's oxygen barrier properties.application/pdfporFilme biodegradávelBixinaCarotenóidebixinmigrationkineticoxidationplasticizerFilmes de poli(ácido lático) adicionados de extratos de carotenoides – desenvolvimento de materiais para a embalagem de alimentos sensíveis à luz e ao oxigênioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Ciências e Tecnologia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de AlimentosPorto Alegre, BR-RS2019doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001116920.pdf.txt001116920.pdf.txtExtracted Texttext/plain356730http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/213016/2/001116920.pdf.txt55da3753ecb7a680d6a106c12e76753cMD52ORIGINAL001116920.pdfTexto completoapplication/pdf3783376http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/213016/1/001116920.pdf1acbeacb0a26987908ebeb0dd02f1302MD5110183/2130162022-10-22 05:13:25.576oai:www.lume.ufrgs.br:10183/213016Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532022-10-22T08:13:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
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