BR102018072123A2 - película biodegradável de amido de banana verde com propriedades bioativas - Google Patents

Abstract

a presente invenção trata-se de películas biodegradáveis e bioativas à base de amido de banana verde e óleo essencial, podendo está na forma microencapsulado, com aplicação na área de alimentos perecíveis e embalagens biodegradáveis, visando sua utilização como embalagem comestível e biodegradável contendo conservante natural, por apresentar propriedades antimicrobianas e antioxidantes, aumentando a vida útil de alimentos. mais especificamente, as películas propostas na presente invenção podem ser utilizadas como revestimentos e filmes bioativos por apresentarem caráter inibitório satisfatório frente a cepas patogênicas e controle da degradação oxidativa em alimentos perecíveis, com uso indicado para indústrias de alimentos, apresentando-se como uma embalagem alternativa ao uso de materiais poliméricos sintéticos, por não deixar resíduos tóxicos nos alimentos e não causar danos ao meio ambiente, além de promover aumento na vida de prateleira ao produto incorporado.

Description

PELÍCULA BIODEGRADÁVEL DE AMIDO DE BANANA VERDE COM PROPRIEDADES BIOATIVAS

CAMPO DA INVENÇAO [001] A presente invenção trata-se de película elaborada com amido de banana verde adicionada de óleo essencial com aplicação na área de embalagens biodegradáveis e inteligentes para alimentos perecíveis, permitindo a preservação da qualidade do produto. Mais especificamente, a película biodegradável e bioativa de amido de banana verde do presente invento pode ser utilizada no interior da embalagem primária do alimento, intercalada, sob ou sobre o produto, visando o controle da carga microbiana e degradação oxidativa nos alimentos perecíveis durante o período de armazenamento. A película de amido de banana verde contendo óleo essencial apresenta-se como uma embalagem biodegradável e bioativa, incluindo conservante natural para alimentos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Película [002] Atualmente, uma forma utilizada para preservação das características dos alimentos é a utilização de revestimentos com filmes sintéticos, os quais funcionam como uma barreira, impedindo o contato do alimento com o meio externo. A desvantagem na utilização dos filmes sintéticos é por serem não biodegradáveis e não apresentarem características bioativas, como também apresentarem potencial dano ao meio ambiente. Com isso, a procura por alimentos de elevada qualidade, assim como preocupações ambientais mais acentuadas com o descarte do material que os envolve e a diversificação desses envoltórios no mercado, fazem com que o interesse pela elaboração de filmes comestíveis e/ou biologicamente degradáveis ganhe cada vez mais

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2/11 espaço, garantindo, ainda, a integridade do alimento a ser conservado, evitando perda de umidade do produto para o meio externo, ou vice-versa. [003] Os filmes e revestimentos comestíveis são películas constituídas por diferentes substâncias que podem isolar o alimento, sem riscos à saúde do consumidor, atóxicas, uma vez que não são metabolizados pelo organismo, e sua passagem pelo trato gastrointestinal se faz de maneira inócua. Possuem função de inibir ou reduzir a migração de umidade, oxigênio, dióxido de carbono, lipídios, aromas, dentre outros, pois promovem barreiras semipermeáveis e assim, proporcionam aos alimentos um aspecto atrativo, além de aumentar sua vida de prateleira. Com a possibilidade de carrear substâncias bioativas para os alimentos que estão protegidos por estes filmes e revestimentos, tais como antimicrobianas e antioxidantes.

[004] A solução filmogênica (SF) é obtida a partir da solubilização de uma macromolécula (polissacarídeos, proteínas e/ou lipídios) em um solvente, geralmente água, dependendo do caráter hidrofílico/lipofílico da solução, adicionados de plastificantes (glicerol e/ou sorbitol) para formação de filmes e coberturas comestíveis. O revestimento ou cobertura forma uma película fina a partir da SF aplicada e formada diretamente na superfície do alimento, enquanto que o filme é formado separadamente e posteriormente aplicado ao alimento, este tipo de película possui espessuras variadas de acordo com a necessidade do produto ao qual será aplicado.

[005] A presente invenção se baseia no desenvolvimento de película bioativa e biodegradável, podendo ou não recobrir o produto, caracterizada por possuir atividade antimicrobiana e/ou antioxidante, que poderá também ser inserida intercalada, sob ou sobre o alimento perecível que se pretende aumentar o armazenamento.

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3/11 . Agentes antimicrobianos e antioxidantes [006] O período de armazenamento de produtos alimentícios é reduzido devido à presença de microrganismos que promovem a sua deterioração precoce, além do fato que problemas relacionados à saúde humana estão associados ao consumo de alimentos contaminados com algum tipo de microrganismo patogênico, chamadas Doenças Transmitidas por Alimentos (DTA).

[007] Outro fator que afeta a qualidade dos alimentos é a deterioração oxidativa, que, juntamente às DTA, é uma das principais preocupações em Ciência e Tecnologia de Alimentos. Os danos oxidativos ocasionam à degradação de vitaminas lipossolúveis e de ácidos graxos essenciais, sendo responsáveis pelo sabor e odor de ranço (off-flavour) nos alimentos, estes interferem não apenas na diminuição da vida de prateleira de diversas matrizes alimentares, mas também, afetam a integridade e segurança dos alimentos através da formação de compostos potencialmente tóxicos.

[008] Visando a diminuição da incidência destas doenças (DTA), bem como a minimização dos danos causados pelos processos oxidativos, algumas alternativas podem ser utilizadas no processamento e nas embalagens dos alimentos. Dentre elas se tem a utilização de substâncias antimicrobianas e antioxidantes naturais para diminuir a carga microbiana e retardar a oxidação dos produtos, elevando a sua vida de prateleira e melhorando a qualidade do produto, sem riscos adicionais ao consumidor. [009] A indústria busca na ciência e tecnologia a conservação dos alimentos, priorizando produtos que apresentem caráter natural para ampliar sua vida de prateleira e, concomitantemente, agregar valor aos alimentos. Assim, não apenas a rentabilidade comercial é incrementada, mas também a qualidade alimentícia garantida ao consumidor final.

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4/11 [010] Óleos essenciais são substâncias oriundas de produtos naturais e, assim, detêm elevadas concentrações de fitoconstituintes com variadas atividades biológicas. Podem ser extraídos por arraste de vapor a partir de folhas, flores, cascas, raízes, rizomas, madeira, frutos ou sementes de vegetais, culminando em compostos complexos, voláteis, lipofílicos e aromáticos, ou por outros métodos.

[011] A incorporação de agentes biologicamente ativos em filmes biodegradáveis (embalagens) ou revestimentos, tem sido de interesse de vários pesquisadores. Tal incorporação dificulta o desenvolvimento de microrganismos na superfície de alimentos, bem como impossibilita ou retarda os processos oxidativos, impedindo ou limitando a ação dos radicais livres, uma vez que compostos à base de óleos essenciais podem apresentar efeitos antimicrobianos e antioxidantes.

3. Amido [012] Na indústria alimentícia os amidos e derivados são utilizados como ingredientes, componentes básicos ou aditivos de produtos, visando a melhoria do processo de fabricação, apresentação ou conservação dos mesmos.

[013] O amido está inserido num grupo de materiais que são considerados como plásticos ambientalmente degradáveis (PADs), como celulose, ésteres de amido, colágeno, polihidroxialcanoatos, entre outros, os quais mudam quimicamente por sofrerem efeitos ambientais, tendo como resultados o dióxido de carbono e a água. A forma granular do amido deve ser rompida através do aquecimento do grânulo em grande concentração de água e, é através desse processo, que a estrutura molecular é convertida em um material termoplástico.

[014] As mais importantes variedades de bananas cultivadas no Brasil são Prata, Pacovan, Prata Anã, Maçã, Mysore, Terra e D'Angola, pertencentes

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5/11 ao grupo genoma AAB; e Nanica, Nanicão e Grande Naine, pertencentes ao grupo genoma AAA.

[015] O amido extraído de diversas variedades de banana verde possui grânulos de formas lisas, ovais, alongadas e de tamanhos diferenciados, já a diversidade no tamanho do grânulo ocorre devido ao processo de formação, já que os frutos são colhidos no estádio verde. O tamanho dos grânulos e a sua distribuição são os fatores que mais afetam o comportamento dos amidos e a sua classificação direcionada à utilização em determinados produtos na indústria.

[016] Quando somente ligações 1-4 são formadas, o homopolímero resultante possui cadeia linear, sendo denominada amilose, frequentemente helicoidal com interior da hélice contendo átomos de hidrogênio, sendo, portanto, hidrofóbico, o que permite que forme complexos com ácidos graxos livres, com componentes glicerídeos dos ácidos graxos, com alguns álcoois e com iodo.

[017] A capacidade de transparência ou opacidade da pasta de amido é um fator importante em relação à qualidade do produto, podendo variar consideravelmente de acordo com a fonte botânica. Maiores teores de amilose no amido resultam em pastas mais opacas, enquanto que menores teores propiciam pastas mais claras.

4. Amido de banana verde [018] Os antecedentes da invenção estão ligados com a aplicação do amido da banana em alimentos. A adição de bioconservantes como óleos essenciais na formação de filmes ou revestimentos de amido de banana verde para utilização em alimentos ditos perecíveis, com características antimicrobiana e antioxidante, apresenta-se como uma alternativa na conservação de alimentos, buscando-se a redução na formação de contaminação microbiana e de danos causados por radicais livres, resultando assim no aumento da vida de prateleira do produto alimentício.

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6/11 [019] Na literatura de patentes, pode-se citar a patente PI02022940 que relata um método de preparação de uma farinha de banana extraída em seu estágio ainda verde. O método compreende do processamento mecânico e secagem ao sol, podendo ser utilizada no tratamento diurético, como repositor de potássio, vitaminas e não possui glúten. A referida invenção não se assemelha ao presente pedido por se tratar de uma farinha do fruto da banana.

[020] A patente PI09036733 descreve um método de preparação de uma massa alimentícia à base de farinha de banana verde isenta de glúten destinada à alimentação humana de forma geral. O processo de obtenção da massa alimentícia consiste em misturar a massa de farinha verde com goma convencionais de 8 a 12%, claras de ovos de 50 a 70 % e água de 20 a 50 %, com adição opcional de corantes, vitaminas e conservantes, seguido por secagem. A referida patente não tem qualquer semelhança com a presente invenção.

[021] A invenção BR102013001204 descreve um processo de obtenção de biscoito com biomassa de banana verde integral e processo de obtenção. O produto gerado a partir da invenção citada foi desenvolvido em função da utilização com o intuito de produzir um biscoito contendo fibra alimentar e sem conservantes. A referida patente não tem semelhança com a presente invenção.

[022] A patente MU89031350 trata-se de um modelo de utilidade de filme plástico micro perfurado (malha seca), biodegradável, produzido a partir da matéria prima orgânica (amido). O produto é destinado a utilização em fraldas, absorventes, toalhas de mesa e etc, sendo a principal vantagem a biodegradação. Apesar da referida invenção se tratar de um filme produzido a partir do amido, a mesma não cita alguma propriedade antimicrobiana, o que difere da presente invenção que diz respeito a um filme biodegradável antimicrobiano elaborado com o amido da banana

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7/11 verde que se destina a utilização como embalagem ou utilizado, intercalado, sob ou sobre os alimentos.

[023] A patente PI07045891, descreve um filme biodegradável a base de amido e/ou fécula contendo ingredientes naturais antimicrobianos e seus usos. A invenção destina-se a um filme biodegradável a base de amido e/ou fécula elaborado com adição de ingredientes naturais antimicrobianos sugerindo preferencialmente a utilização de substâncias como cravo, canela, pimenta vermelha, laranja, café, mel, própolis e seus respectivos compostos ativos e derivados e ainda provê o uso desse filme biodegradável em embalagens ativas para produtos perecíveis e/ou na elaboração de produtos para fins decorativos. Apesar da invenção relatar o filme biodegradável a partir de amido e/ou fécula, a presente invenção difere por utilizar o amido da banana verde e ainda utilizando óleo essencial como agente antimicrobiano e antioxidante.

[024] A patente de invenção PI 0203385-2, trata-se de um filme biodegradável a base de amido termoplástico ou desestruturado com sensibilidade a água reduzida e processo para sua produção. A presente invenção difere na utilização do amido e do óleo essencial.

[025] A invenção CN103493846 trata da descrição de um método de preparação de um conservante natural por microemulsão pela extração do óleo essencial da folha, tronco e raiz do manjericão doce e sua utilização numa microemulsão, com adição de tween-20 como agente tensoativo, com elevado efeito antibacteriano e indicado para uso em alimentos, medicina, cosméticos e outros fins bioquímicos. A referida patente não tem qualquer semelhança com a presente invenção.

[026] A patente C10704589-1 trata de um filme biodegradável com base de amido e/ou fécula e uso do mesmo. A invenção destina-se a um filme biodegradável com base de amido e/ou fécula, elaborado com adição de extratos naturais indicadores de pH e provê o uso desse filme

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8/11 biodegradável em embalagens ativas e/ou inteligentes para produtos perecíveis e/ou na elaboração de produtos para fins decorativos. A invenção não se assemelha a este pedido pelo fato do filme biodegradável ser elaborado a partir de amido de milho, e ainda utilizando na elaboração do filme substâncias indicadoras de pH.

[027] No corrente estado da técnica, não foram encontrados relatos sobre processos e produtos que apresentam características semelhantes, logo a matéria-prima utilizada como antimicrobiano e antioxidante natural, bem como as propostas para utilização, apresenta-se adicionadas de outros processos e produtos.

OBJETIVO DA INVENÇÃO [028] O objetivo da invenção é utilizar película biodegradável e bioativa de amido de banana verde adicionada de agente plastificante, preferencialmente o glicerol e/ou sorbitol, óleo essencial (microencapsulado ou não), adicionado de agente tensoativo, preferencialmente, o tween 80 e/ou dimetilsufoxido (DMSO), atuando como conservante para alimentos perecíveis de forma intercalada, sob ou sobre o produto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [029] É um dos objetos da presente invenção propiciar uma película biodegradável de amido de banana verde, podendo ser filme ou revestimento, com agente plastificante (glicerol e/ou sorbitol) à base de óleo essencial para alimentos. Preferencialmente, propõe-se o óleo essencial obtido por hidrodestilação a vapor, podendo ser microencapsulado, adicionado de um agente tensoativo, o tween 80 e/ou dimetilsufoxido (DMSO), conferindo a redução da tensão interfacial entre

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9/11 os componentes da formulação, permitindo a obtenção de emulsões estáveis com obtenção de um produto homogêneo.

[030] É um adicional do objeto da presente invenção propiciar uma película biodegradável antimicrobiana e antioxidante para alimentos que compreende os seguintes componentes:

a. Amido de banana verde;

b. Agente plastificante;

c. Óleo essencial;

d. Agente tensoativo;

e. e Água;

[031] É um adicional objeto da presente invenção o óleo essencial obtido por hidrodestilação a vapor (arraste de vapor por aparelho de Clevenger) ou quaisquer outros processos que permita a sua obtenção.

[032] É um adicional objeto da presente invenção propiciar um conservante à base de óleo essencial contendo um agente tensoativo, podendo ser utilizado o produto comercial tween 80, que é um tensoativo definido quimicamente como monooleato de sorbitan etoxilado, polisorbato, composto por ésteres de sorbitan etoxilados, geralmente solúveis ou dispersíveis em água. A presença de grupos hidrofílicos e lipofílicos nas moléculas do tween confere a redução da tensão interfacial entre os componentes da formulação onde é adicionado, permitindo a obtenção de emulsões estáveis, e seu emprego em soluções do tipo óleo em água (O/A), como dispersantes ou solubilizantes.

[033] Estes e outros objetos da presente invenção serão melhor compreendidos e valorizados a partir da descrição detalhada da invenção e de seus exemplos, que têm como objetivo apenas ilustrar um dos inúmeros meios de se realizar a invenção, não limitando, portanto, seu escopo.

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DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [034] Para avaliação da aplicação da película biodegradável de amido de banana verde bioativa da presente concretização preferencialmente compreende as seguintes etapas:

[035] dissolver o amido da banana verde em água destilada e adicionar o plastificante, preferencialmente o glicerol e/ou sorbitol, aquecer até 80 °C por aproximadamente 30 minutos em banho-maria com agitação ocasional. Após a formação do gel, esfriar a solução a temperatura inferior a 40 °C;

[036] adicionar, a um recipiente, sob agitação, uma quantidade de óleo essencial em água contendo agente tensoativo Tween 80 e/ou DMSO, onde a concentração de óleo essencial pode variar de 0,01% a 3%, de acordo com seu potencial bioativo, com o tensoativo preferencialmente adicionado com base na massa do amido de banana verde.

[037] adicionar a emulsão da etapa b) ao gel formado por amido de banana verde, água e plastificante da etapa a) que deve ser previamente resfriado até atingir temperatura inferior a 40 °C.

[038] para formação da película, que pode ser na forma de filme ou revestimento, verter o conteúdo da etapa c) em placas de acrílico de 14 cm e secar em estufa com circulação forçada de ar a 35 °C por 16 horas, preferencialmente, o filme formado deve ser retirado da placa para ser posteriormente aplicado ao alimento. Já o revestimento, que é formado diretamente na superfície do alimento, pode ser adicionado por imersão ou aspersão do conteúdo da etapa c) e submetido a secagem natural em temperatura, preferencialmente.

[039] Em uma realização alternativa da invenção, uma etapa adicional de análises da Concentração Inibitória Mínima (CIM), sendo essa dose efetiva na inibição do crescimento de Staphylococcus aureus, Salmonella Thyphimurium, Salmonella Enteritidis, Listeria monocytogenes e

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Escherichia coli, microrganismos potencialmente patogênicos e contaminantes de alimentos a fim de escolher o óleo essencial e a concentração a ser utilizada, podendo ser a CIM.

[040] A invenção aqui descrita permite superar os limites do estado da técnica descritos anteriormente por utilizar matérias-primas naturais e de baixo custo, de obtenção natural, uso comum e acesso facilitado, influenciar satisfatoriamente nas características sensoriais dos alimentos onde poderá ser adicionada, apresentando-se como uma alternativa promissora ao uso de materiais poliméricos sintéticos e ainda com ação bioativa, aplicabilidade tecnológica e elevado potencial de utilização em vários produtos da indústria alimentícia.

[041] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidos no escopo das reinvindicações anexas.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. PELÍCULA BIODEGRADÁVEL E BIOATIVA DE AMIDO DE BANANA VERDE caracterizado por compreender os seguintes componentes e etapas:

   a. dissolver o amido da banana verde em água e adicionar o plastificante;

   b. aquecer a solução sob agitação até a formação do gel, e em seguida resfriá-la;

   c. adicionar sob agitação, o óleo essencial em água contendo agente tensoativo;

   d. adicionar o gel resfriado da etapa a) a emulsão da etapa c), formando assim a solução filmogênica (SF);

   e. imergir ou aspergir o alimento na SF para formar uma película em forma de revestimento, sendo submetido à secagem natural;

   f. ou verter o conteúdo em um reservatório adequado para ser submetido à secagem em equipamento adequado;

   g. retirar a película formada na etapa f) do reservatório a fim de obter o filme.
2. 2. PELÍCULA BIODEGRADÁVEL E BIOATIVA DE AMIDO DE BANANA VERDE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por conter plastificante, preferencialmente glicerol e/ou sorbitol (0,1-3%), conferindo à película maleabilidade e/ou extensibilidade.
3. 3. PELÍCULA BIODEGRADÁVEL E BIOATIVA DE AMIDO DE BANANA VERDE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por conter óleo essencial obtido preferencialmente por hidrodestilação a vapor (arraste de vapor por aparelho de Clevenger) em concentrações que variam entre 0,01% e 3% m/m, podendo ser utilizado o óleo essencial na forma microencapsulado.

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4. 4. PELÍCULA BIODEGRADÁVEL E BIOATIVA DE AMIDO DE BANANA

   VERDE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por conter um agente tensoativo, o Tween 80 e/ou DMSO, adicionado preferencialmente com base na massa do amido de banana verde.
5. 5. PELÍCULA BIODEGRADÁVEL E BIOATIVA DE AMIDO DE BANANA

   VERDE de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser utilizada na forma de filme, podendo ser aplicada como embalagem primária, de forma intercalada, sob ou sobre o produto.