Sistemas de embalagens ativas biodegradáveis para adsorção de etileno de frutos climatéricos
Data
2018-04-19
Autores
Soares, Thalita Rehder Pellegrina 
Orientadores
Yoshida, Cristiana Maria Pedroso
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Active packaging for fruit preservation can prolong storage time, maintaining the nutritional
composition and its physical integrity. This project aims to develop a new and sustainable
active packaging material to adsorb the ethylene phytohormone, based on the ethylene gas
adsorbents incorporation into chitosan coating Kraft paper and to study the stability of
climacteric fruits packed in this packaging material. The application potential of this active
packaging is to delay the ripening process of climacteric fruits. The system consists of the
interaction of chitosan, a natural polymer from the discard of the fishing industry and a
material capable of adsorbing the phytohormone ethylene. The project was divided into three
major steps. First, the impregnation of silver in the adsorbent material (NaY zeolite or
activated carbon) in the proportions of 5% and 10% was performed. Ethylene and nitrogen
adsorption isotherms were determined. The zeolite impregnated with 10% silver was chosen
for the Kraft paper coating, which is based on the best performance in adsorption of ethylene.
In the second step, a factorial design 22
was performed to delineate the coating conditions of
the Kraft paper, with the independent variables: chitosan concentration (1-2% w/w) and
zeolite concentration (0.2-1.2% w/w). The chitosan/zeolite solutions were mechanically
molded on sheets of paper and dried (120oC/2 min). The coated active papers were
characterized by grammage, water vapor permeability, water absorption capacity (Teste
Cobb), Taber stiffness, ethylene adsorption capacity and BET surface area. The paper coated
with 2% of chitosan and 1.2% of zeolite presented a decrease in the water absorption capacity,
maintenance, increase the stiffness, and it was observed the best performance for the ethylene
adsorption. In the third stage, the efficiency of the active packaging material was evaluated
for a climacteric fruit (cherry tomato).Weight loss, pH, texture, total solids, titratable acidity,
phenolic compounds, and carotenoids were assessed during 30 days at 25 ± 2oC. The
tomatoes conditioned in active coating presented a reduction of weight loss and maintenance
the texture, indicating the characteristic of the adsorption capacity of ethylene gas.
O desenvolvimento de embalagens ativas para preservação de frutos pode prolongar o tempo de armazenamento, mantendo a composição nutricional e integridade física. Este trabalho visou desenvolver um novo e sustentável material de embalagem ativa para adsorver o fito hormônio etileno a partir de um revestimento de quitosana incorporando adsorventes do gás etileno em folhas de papel Kraft e estudar a estabilidade de frutos climatéricos acondicionados neste material de embalagem. O sistema consistiu na interação da quitosana, um polímero natural proveniente do descarte da indústria pesqueira, e um material capaz de adsorver o fito hormônio etileno (zeólita ou carbono ativado). O trabalho foi dividido em 3 etapas. Na primeira etapa foi realizada a impregnação de prata no material adsorvente (zeólita NaY ou carbono ativado) nas proporções de 5% e 10%. Isotermas de adsorção de etileno, nitrogênio e gás carbônico nestes adsorventes foram determinadas. A zeólita impregnada com 10% de prata foi escolhida para o revestimento do papel Kraft, a segunda etapa, baseada no melhor desempenho na adsorção de etileno. Um planejamento fatorial 22 , com três repetições no ponto central, foi realizado para delinear as condições de revestimento do papel Kraft, com as variáveis, concentração de quitosana (1-2% mm-1) e concentração de zeólita (0,2-1,2% mm-1). As suspensões de quitosana/zeólita foram submetidas à moldagem mecânica em folhas de papel e secas. Os papéis revestidos foram caracterizados quanto à gramatura, capacidade de absorção de água (Teste Cobb), rigidez Taber, capacidade de adsorção de etileno e área de superfície BET. O papel revestido com 2% de quitosana e 1,2% de zeólita apresentou menor capacidade de absorção de água, aumento na rigidez, além do melhor desempenho na adsorção de etileno, comparado aos demais tratamentos. A terceira etapa consistiu na avaliação da eficiência do material de embalagem no acondicionamento do tomate cereja, um fruto climatérico. Variáveis como perda de massa, pH, textura, sólidos totais, acidez titulável, compostos fenólicos e carotenóides foram avaliadas por um período de 30 dias a 25 ± 2oC. Os tomates cereja acondicionados no sistema ativo apresentaram menor perda de massa e textura, que foi associado à capacidade de adsorção de gás etileno, reduzindo a velocidade de amadurecimento. Os revestimentos de filmes ativos de quitosana em folhas de papel Kraft apresentaram potencial de aplicação no acondicionamento de frutos climatéricos visando à redução da velocidade de amadurecimento, com vantagens da fácil biodegradação e reciclabilidade.
O desenvolvimento de embalagens ativas para preservação de frutos pode prolongar o tempo de armazenamento, mantendo a composição nutricional e integridade física. Este trabalho visou desenvolver um novo e sustentável material de embalagem ativa para adsorver o fito hormônio etileno a partir de um revestimento de quitosana incorporando adsorventes do gás etileno em folhas de papel Kraft e estudar a estabilidade de frutos climatéricos acondicionados neste material de embalagem. O sistema consistiu na interação da quitosana, um polímero natural proveniente do descarte da indústria pesqueira, e um material capaz de adsorver o fito hormônio etileno (zeólita ou carbono ativado). O trabalho foi dividido em 3 etapas. Na primeira etapa foi realizada a impregnação de prata no material adsorvente (zeólita NaY ou carbono ativado) nas proporções de 5% e 10%. Isotermas de adsorção de etileno, nitrogênio e gás carbônico nestes adsorventes foram determinadas. A zeólita impregnada com 10% de prata foi escolhida para o revestimento do papel Kraft, a segunda etapa, baseada no melhor desempenho na adsorção de etileno. Um planejamento fatorial 22 , com três repetições no ponto central, foi realizado para delinear as condições de revestimento do papel Kraft, com as variáveis, concentração de quitosana (1-2% mm-1) e concentração de zeólita (0,2-1,2% mm-1). As suspensões de quitosana/zeólita foram submetidas à moldagem mecânica em folhas de papel e secas. Os papéis revestidos foram caracterizados quanto à gramatura, capacidade de absorção de água (Teste Cobb), rigidez Taber, capacidade de adsorção de etileno e área de superfície BET. O papel revestido com 2% de quitosana e 1,2% de zeólita apresentou menor capacidade de absorção de água, aumento na rigidez, além do melhor desempenho na adsorção de etileno, comparado aos demais tratamentos. A terceira etapa consistiu na avaliação da eficiência do material de embalagem no acondicionamento do tomate cereja, um fruto climatérico. Variáveis como perda de massa, pH, textura, sólidos totais, acidez titulável, compostos fenólicos e carotenóides foram avaliadas por um período de 30 dias a 25 ± 2oC. Os tomates cereja acondicionados no sistema ativo apresentaram menor perda de massa e textura, que foi associado à capacidade de adsorção de gás etileno, reduzindo a velocidade de amadurecimento. Os revestimentos de filmes ativos de quitosana em folhas de papel Kraft apresentaram potencial de aplicação no acondicionamento de frutos climatéricos visando à redução da velocidade de amadurecimento, com vantagens da fácil biodegradação e reciclabilidade.