Capítulo de livro publicado no Congresso Brasileiro de Química dos Produtos Naturais. Para acessa-lo clique aqui.

Este trabalho foi escrito por:

Ana Flávia Coelho Pacheco ^*; Wilson de Almeida Orlando Junior ; Kely de Paula Correa ; Tatiane Teixeira Tavares ; Flaviana Coelho Pacheco ; Jeferson Silva Cunha ; Paulo Henrique Costa Paiva

*Autor correspondente – Email: [email protected]

Prof. Dra. Ana Flávia Coelho Pacheco, Professora/pesquisadora do Instituto de Laticínios Cândido Tostes – EPAMIG-MG

Prof. Dra. Kely de Paula Correa, Professora/pesquisadora do Instituto de Laticínios Cândido Tostes – EPAMIG-MG

Prof. Dr. Wilson de Almeida Orlando Junior, Professora/pesquisadora do Instituto de Laticínios Cândido Tostes – EPAMIG-MG

Dra. Tatiane Teixeira Tavares, Bolsista de pesquisa nível I do Instituto de Laticínios Cândido Tostes – EPAMIG-MG.

Flaviana Coelho Pacheco, Mestranda em Ciência e Tecnologia de Alimentos UFV e Membra do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos – LIPA/DTA/UFV.

Jeferson Silva Cunha, Mestrando em Ciência e Tecnologia de Alimentos UFV e Membra do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos – LIPA/DTA/UFV.

Prof. Dr. Paulo Henrique Costa Paiva, Professor/pesquisador do Instituto de Laticínios Cândido Tostes – EPAMIG-MG.

Resumo: Os consumidores estão mais conscientes sobre o que comem e como os alimentos são embalados. A qualidade dos alimentos é de suma importância e os consumidores desejam estar constantemente atualizados sobre a perecibilidade e o prazo de validade dos produtos alimentícios que compram. O leite é um alimento altamente perecível, mesmo quando pasteurizado, apresentando uma curta vida de prateleira. Neste contexto, materiais e dispositivos de embalagens inteligentes que podem indicar as reais condições do produto aos consumidores durante a vida de prateleira do alimento têm sido desenvolvidos. As embalagens com indicadores de pH mudam de cor em diferentes faixas de pH e essas mudanças são visíveis aos olhos dos consumidores. As antocianinas são corantes naturais solúveis em água, têm ganhado cada vez mais atenção devido às suas características atraentes, como diversas cores em pHs variados, biocompatibilidade e potenciais propriedades promotoras da saúde. Essas características multifuncionais oferecem oportunidades atraentes para suas novas aplicações nas indústrias de embalagens de alimentos. O uso de filmes de embalagens inteligentes sensíveis ao pH à base de antocianina pode não apenas prolongar efetivamente a vida útil, mas também monitorar o frescor do leite e outros alimentos. Esta revisão fornece informações sobre os filmes de embalagens inteligentes sensíveis ao pH à base de antocianina que são aplicados para monitorar o frescor do leite.

Palavras-chave: Biopolímeros, Compostos naturais, Mudança de cor, Sensibilidade.

Abstract: Consumers are more conscious about what they eat and how food is packaged. Food quality is of paramount importance and consumers want to be constantly updated on the perishability and shelf life of the food products they buy. Milk is a highly perishable food, even when pasteurized, with a short shelf life. In this context, intelligent packaging materials and devices that can indicate the real conditions of the product to consumers during the shelf life of the food have been developed. Packages with pH indicators change color in different pH ranges and these changes are visible to the eyes of consumers. Anthocyanins, water-soluble natural dyes, have gained increasing attention due to their attractive characteristics, such as diverse colors at varying pHs, biocompatibility and potential health-promoting properties. These multifunctional features offer attractive opportunities for their new applications in the food packaging industries. The use of anthocyanin-based pH-sensitive smart packaging films can not only effectively extend the shelf life, but also monitor the freshness of milk and other foods. This review provides information on anthocyanin-based pH-sensitive smart packaging films that are applied to monitor milk freshness.

Key words: Biopolymers, Natural compounds, Color change, Sensitivity.

INTRODUÇÃO

O leite é um alimento altamente perecível, sendo um meio apropriado para o desenvolvimento de diferentes microrganismos deterioradores devido ao seu elevado valor nutricional. É altamente essencial explorar métodos rápidos para detecção em tempo real de deterioração em produtos alimentícios com prazo de validade limitado, como o leite (1). 

Atualmente, filmes de embalagens inteligentes baseados em indicadores sensíveis ao pH são capazes de monitorar o frescor e a deterioração do leite, o que têm sido amplamente desenvolvidos. Um indicador é uma substância que exibe a presença ou ausência de outra substância ou o grau de reação entre dois ou mais compostos por meio de mudanças em suas características, incluindo variação de cor (2). Assim, os indicadores são materiais que fornecem informações em tempo real sobre a qualidade dos alimentos, sendo influenciados por atividades microbianas e reações químicas. A reação entre os metabólitos resultantes do crescimento de microrganismos e os indicadores altera a cor deste último, auxiliando o consumidor a obter informação visual sobre o frescor do produto (3). 

O leite fresco de vaca é levemente ácido, com pH de aproximadamente 6,7. A decomposição do leite leva à alterações no pH do meio, comprometendo sua estabilidade. O crescimento microbiano com consequente produção de ácido lático causa a redução do pH, contribuindo para a deterioração do leite e de derivados lácteos (2, 3). Assim, alterações no leite, expressas em acidez titulável e pH, são dois índices principais que podem ser usados para avaliar o frescor do leite.

Os indicadores de pH são aqueles cuja cor de suas soluções muda sob diferentes valores de pH. Esses compostos são chamados de indicadores ácido-base. As antocianinas têm propriedades de mudança de cor em uma ampla faixa de pH, portanto podem ser empregadas como sensores naturais para detectar o frescor de diferentes alimentos como o leite (3). Além disso, as antocianinas são seguras, de disponibilidade abundante e proporcionam efeitos benéficos à saúde. Em particular, os filmes de embalagem inteligente com indicador de cor à base de polímero biodegradável incorporados com antocianinas são úteis para monitorar o frescor dos alimentos (2; 4).

Neste contexto, a seguinte revisão de literatura tem como objetivo fornecer informações relevantes sobre os filmes de embalagens inteligentes sensíveis ao pH à base de antocianina que são aplicados para monitorar o frescor do leite.

METODOLOGIA

O presente trabalho trata-se de uma revisão de literatura sobre a “Incorporação de antocianinas em embalagens inteligentes: uma revisão do potencial agente indicador de pH para detectar o frescor do leite”. As informações foram adquiridas a partir das seguintes bases de dados eletrônicas: Scopus e Science Direct. Os critérios adotados para a seleção dos artigos incluíram estudos publicados em inglês, predominando aqueles publicados nos últimos 5 anos.

ANTOCIANINAS E SUAS PROPRIEDADES

As antocianinas, que são pigmentos vegetais naturais pertencentes à família dos flavonoides, são responsáveis ​​pelas cores laranja, vermelho, roxo e azul de muitos vegetais e frutas. As antocianinas podem ser extraídas de vegetais (ex: repolho roxo e cenoura roxa), frutas (por exemplo, uva e semente de romã) e flores (por exemplo, ervilha borboleta e rosa vermelha) (4). 

Existem mais de 600 tipos diferentes de antocianinas na natureza. As seis antocianinas mais comuns encontradas em plantas são: cianidina (50%), delfinidina (12%), pelargonidina (12%), peonidina (12%), malvidina (7%) e petunidina (7%) (Figura 1) (4).

A cianidina é um pigmento roxo-avermelhado encontrado principalmente em bagas e vegetais de cor vermelha, como milho roxo e batata-doce (5). Delfinidina é um pigmento vermelho-azulado encontrado em plantas e, geralmente, a cor azul das flores é atribuída a esse pigmento (6). Pelargonidina é um pigmento de cor vermelho-alaranjado, encontrado principalmente em frutas vermelhas e flores de laranjeira (8). A peonidina é uma antocianidina metilada, exibe cor magenta em ervas como bagas e uvas (8). Malvidina é uma antocianidina metilada de cor púrpura, encontrada principalmente em uvas vermelhas e no vinho tinto (8). A petunidina é uma antocianidina metilada de cor vermelha escura solúvel em água (9), encontrada principalmente em pétalas roxas de flores e groselhas negras (10).

As antocianinas podem ser encontradas como diferentes estruturas químicas e cores, dependendo do pH da solução. Em geral, as antocianinas são avermelhadas em condições ácidas, rosas em condições neutras e azuis em condições básicas.

A mudança estrutural dependente do pH da antocianina é mostrada na Figura 2. As antocianinas exibem maior estabilidade em condições altamente ácidas devido à base de cátion flavílio, o que torna as antocianinas solúveis em soluções aquosas (9). Em pH baixo, as antocianinas existem como carbinol, pseudobase e estruturas quinonoidais, sendo então transformadas em estrutura de chalcona (11). Os monoglicosídeos e 3,5-diglicosídeos são geralmente glicosídeos presentes no pigmento antocianidina, enquanto os açúcares comumente encontrados são glicose, xilose, galactose, ramnose, arabinose e rutinose (Figura 5) (12). Além disso, a acilação de estruturas de antocianinas por ácidos alifáticos e cinâmicos aumenta a diversidade de antocianinas encontradas na natureza (12). Embora a petanina seja estável em pH alto (pode se manter a pH 8,0), a maioria das antocianinas começa a se decompor em pH alto (13).

As várias cores que as antocianinas podem apresentar pode ser devido à características inerentes à sua estrutura ou do meio em que elas se encontram, como por exemplo, glicosilação ou acilação, pH e presença de copigmentos (12; 13).

Essa propriedade particular de mudança de cor das antocianinas tem sido a mais utilizada no desenvolvimento de filmes de embalagens inteligentes para monitorar o frescor/deterioração dos alimentos frescos e fornecer informações visuais aos consumidores. 

USO DE ANTOCIANINAS NO DESENVOLVIMENTO DE FILMES DE EMBALAGENS INTELIGENTES

De acordo com a resolução RDC nº 259, de 20 de setembro de 2002 (14), as embalagens podem ser definidas como qualquer forma de acondicionamento destinada a cobrir, proteger, empacotar, envasar e manter os produtos preservados até a sua distribuição.

Nos últimos anos, as indústrias de alimentos vêm sofrendo grandes mudanças para se adaptarem às novas exigências dos consumidores. As embalagens, além de conter e proteger os produtos, devem também manter a qualidade, o frescor, a segurança do produto embalado, monitorar e indicar as propriedades do alimento. Como forma de preencher todos estes requisitos, uma nova linha de embalagens vem sendo desenvolvida, que são as chamadas “embalagens inteligentes”. As embalagens inteligentes se diferenciam das embalagens convencionais por servir como um dispositivo de comunicação com os consumidores, compartilhando muitas informações sobre o produto interno por meio de sinais, palavras ou imagens (15). 

Vários indicadores/dispositivos denominados indicadores de tempo-temperatura, indicadores de frescor e indicadores de gás geralmente formam uma parte importante de um sistema de embalagens inteligentes. Informações sobre a ausência, presença ou mesmo as concentrações de uma nova substância, ou ainda a extensão das reações entre duas ou mais substâncias, podem ser compreendidas por indicadores (16). Esses indicadores geralmente transmitem informações imediatas por meio de mudanças visuais de cores, dependendo do grau de deterioração do produto.

Em geral, ocorre uma mudança perceptível de pH quando o alimento começa a se deteriorar. Esse fato constitui a base científica para o uso das variações de pH para avaliar a qualidade dos produtos alimentícios (17). Os indicadores de pH colorimétricos são frequentemente usados ​​como etiquetas ativas em embalagens inteligentes para sinalizar a mudança de pH por meio da mudança de cor (18). 

As embalagens inteligentes desenvolvidas para detecção de frescor baseada em indicadores de pH seguem alguns conceitos como metabólitos microbianos, oxidação e crescimento microbiano. Entretanto, os valores de pH dos produtos alimentícios também podem variar dependendo de outros fatores, como consistência, sabor e desenvolvimento de reações químicas e enzimáticas que podem ser benéficas para a extensão da vida útil (19).

As embalagens inteligentes com indicadores de pH funcionam por meio de um rótulo de pH, que apresenta uma resposta de cor confiável ao ambiente da embalagem e pode ser usado como um indicador exato para monitorar em tempo real o grau de deterioração ou frescor de alimentos perecíveis, como frutos do mar (20). Com base nessa afirmação, uma mudança nos valores de pH geralmente resulta na mudança do frescor do alimento e na perda do prazo de validade. 

Nesse contexto, essas embalagens inteligentes tornam-se uma tecnologia promissora e inovadora que pode informar os consumidores sobre o frescor dos produtos alimentícios ao longo de seu ciclo de vida (19). Atualmente, vários indicadores de frescor são comumente usados ​​para desenvolver embalagens inteligentes dos quais tem-se corantes conservantes artificiais como cresol e vermelho de metila, roxo e verde de bromocresol, azul de bromotimol, clorofenol e xilenol (21). No entanto, esses corantes artificiais apresentam potencial toxicidade e falta de conformidade com a segurança dos alimentos, sendo uma motivação para a mudança do foco das pesquisas de corantes sintéticos para corantes naturais, devido à expansão de suas aplicações nas indústrias alimentícias e promoção de maior saudabilidade. 

Essas motivações tem levado a um número crescente de atividades de pesquisa em comunidades industriais e científicas para usar a alta capacidade de indicadores de corantes naturais em uma gama de aplicações em embalagens (22). Os corantes naturais derivados de plantas oferecem inúmeras propriedades únicas, como biocompatibilidade, renovabilidade, não toxicidade e facilidade de implementação, o que levou as indústrias de embalagens a usá-los como substitutos de corantes artificiais (23, 24). O uso de corantes naturais que podem ser descartados com segurança em ambientes naturais oferece uma alternativa atraente para resolver ou minimizar os problemas ambientais (25).

Diversos filmes de embalagem ricos em antocianinas demonstraram grande potencial para preservar os valores nutricionais, prolongar a vida de prateleira e manter a qualidade de inúmeros produtos alimentícios (23). Além disso, a literatura fornece várias evidências que reforçam a posição das antocianinas como componentes nutricionais essenciais com múltiplos efeitos benéficos para a saúde humana (26). Vários estudos recentes demonstraram que as antocianinas com enormes benefícios têm um futuro brilhante para se tornarem populares e contribuir para o desenvolvimento de sistemas de embalagens inteligentes (27; 2).

Apesar do potencial das antocianinas na elaboração de filmes de embalagens inteligentes, sua baixa estabilidade de cor é um desafio. Em alguns casos, um sensor não revela o desempenho necessário para rastrear o estágio de deterioração por sua variação de cor. Esse defeito tem duas causas principais: primeiro, o tipo de indicador e, em particular, o tipo e características das antocianinas presentes na planta; e o segundo, devido ao tipo e forma como o suporte é usado para produzir o indicador (27; 2).

Os filmes à base de antocianinas são geralmente preparados pela técnica de casting em solução, na qual o extrato de antocianina é totalmente misturado com polissacarídeos ou polímeros proteicos usando um solvente comum. Vários polissacarídeos (por exemplo, amido, celulose, quitosana, pectina e alginato) e proteínas (por exemplo, gelatina, zeína e isolado de proteína de soja) foram utilizados na preparação de filmes à base de antocianina (4). Em particular, os filmes de embalagem inteligente com indicador de cor à base de polímeros incorporados com antocianinas são úteis para monitorar o frescor dos alimentos, além de melhorar as propriedades mecânicas das embalagens.

APLICAÇÕES DE ANTOCIANINA COMO INDICADORES DE FRESCOR DO LEITE

O leite é um alimento altamente nutritivo, o que o torna um meio propício para o desenvolvimento de microrganismos deterioradores. Assim, é essencial explorar métodos rápidos para detecção em tempo real de deterioração em produtos alimentícios com prazo de validade limitado, como o leite (1). A decomposição do leite leva a alterações no pH do meio, comprometendo sua estabilidade. Assim, o valor do pH é um índice importante para avaliar o frescor do leite. A Figura 3 destaca o potencial das antocianinas para servir como indicadores de pH em embalagens de leite.

A Tabela 1 mostra estudos recentes que usaram filmes ricos em antocianina como um indicador sensível ao pH/agente antioxidante para monitorar o frescor/deterioração do leite.

Gao et al. (28) incorporaram antocianinas de mirtilo, gelatina e Fe²⁺ à matriz de zeína pelo método de eletrofiação no preparo de filmes indicadores colorimétricos para monitorar o frescor do leite. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier e difração de raios X mostraram que havia ligações de hidrogênio intermoleculares entre os componentes, associando-se à maior diferença de cor dos filmes indicadores. A análise espectral UV-vis mostrou que as soluções de antocianina de mirtilo contendo gelatina e Fe²⁺ exibiram os picos de absorção de maior intensidade. A capacidade ótima de distinguir o pH (3–7) das soluções foi apresentada pelo filme indicador incorporando gelatina (1% (p/v)) e Fe²⁺ (0,07 mg/mL) do que as do filme indicador de controle, que foi sugerido pelos maiores valores de diferença de cor total (ΔE). Gelatina e Fe²⁺ aumentaram a sensibilidade de resposta de cor do filme indicador ao pH. O filme pôde ser usado com sucesso para detectar o frescor do leite, cujas mudanças de cor eram visualmente perceptíveis: do preto roxo (leite fresco) ao roxo real (leite estragado) e depois ao vermelho violeta (leite estragado). Além disso, os parâmetros de cor (L*, a*, R, G e B) dos filmes indicadores, especialmente o filme indicador contendo gelatina e Fe²⁺, revelou alta correlação com o pH/acidez do leite durante o armazenamento. Todos os resultados mostraram que a interação entre gelatina, Fe²⁺ e antocianina afetou as cores do filme indicador, tornando mais fácil distinguir as soluções ou amostras com diferentes valores de pH (3-7). 

Li et al. (29) incorporaram antocianina roxa do tomate na matriz de quitosana por meio do método de moldagem de solução com concentração de antocianina roxa do tomate (m/m, com base na quitosana) de 10%, 30 % e 50%, respectivamente, para monitorar o frescor/deterioração do leite. De acordo com os resultados, a cor dos filmes quitosana/ antocianina roxa do tomate originais tornou-se mais escura com uma melhoria do teor de antocianina roxa do tomate e expressou bem a sensibilidade ao pH. A mudança na cor do filme quitosana/10% antocianina roxa do tomate foi de rosa (pH = 3) → roxo claro (pH = 5) → verde brilhante (pH = 7) → verde claro (pH = 9) → amarelo claro (pH = 11). A mudança na cor do filme quitosana/30% antocianina roxa do tomate foi de fúcsia (pH = 3) → roxo escuro (pH = 5) → azul escuro (pH = 7) → verde (pH = 9) → verde-amarelo (pH = 11). A mudança na cor do filme quitosana/50% antocianina roxa do tomate foi de fúcsia (pH = 3) → azul → verde (pH = 11). Entre eles, a cor dos filmes quitosana/ antocianina roxa do tomate expostos a soluções de pH = 3 – 11 tornou-se mais escura e a mudança na cor do filme quitosana/10% antocianina roxa do tomate foi a mais perceptível. A resistência à tração e o módulo de Young do filme quitosana/ antocianina roxa do tomate foi muito menor do que o do filme quitosana. No entanto, o alongamento na ruptura e o índice de inchamento foram melhorados pela adição de antocianina roxa do tomate. Os filmes inteligentes com 10% de antocianina roxa do tomate mudaram de cor durante a deterioração progressiva do leite ou peixe, revelando seu potencial de aplicação para monitorar o frescor/deterioração de alimentos.

Goodarzi et al. (1) imobilizaram antocianinas de cenoura preta dentro da matriz de amido (teor total de antocianinas de 10 mg/100 mL) para monitorar o frescor/deterioração do leite. De acordo com os resultados, a incorporação de antocianinas de cenoura preta não alterou o índice de inchamento e a solubilidade em água. O rótulo preparado apresentou alterações de cor visíveis em função do pH e excelente estabilidade de cor após um mês de armazenamento em diferentes condições. O valor da diferença de cor total do indicador correspondeu ao pH, acidez e crescimento microbiano do leite pasteurizado. O rótulo desenvolvido pode discriminar o leite fresco do leite que entrou nas etapas inicial (diferença de cor total: 7,8 após 24 h) e final (diferença de cor total: 34,8 após 48 h) de deterioração. O rótulo fabricado abre uma nova perspectiva para o uso de biopolímeros incorporados com antocianinas na embalagem inteligente do leite como um indicador de frescor simples e de fácil utilização.

Tirtashi et al. (2) incorporaram antocianinas de cenoura preta em uma matriz de celulose-quitosana pelo método sol-gel. O intumescimento e a solubilidade em água aumentaram com a incorporação de antocianinas de cenoura preta no filme de quitosana-celulose. O indicador de pH colorimétrico mostrou uma variação de cor da solução de antocianinas de cenoura preta de rosa em pH 2–6, roxa em pH 7, azul quando o pH foi aumentado de 8 para 10 e depois mudou para cinza em pH 11. O maior valor para o parâmetro de L * foi observado em pH 2, significando uma cor vermelha mais intensa e transparência neste pH. O parâmetro a * (verde – vermelho) apresentou tendência decrescente à medida que o pH aumentava. Uma tendência semelhante foi observada para parâmetro b *, cujos valores indicam uma tendência de cor para azul, roxo e amarelo. O valor mais alto para diferença de cor total (ΔE) foi registrado em pH 2, enquanto os valores de ΔE do indicador foram menores que 15 em pH de 3 – 11. O pH inicial e acidez titulável do leite pasteurizado foi de 6,6 e 16 °D, respectivamente, e atingiu até 5,7 e 26,5 °D após 48 h de armazenamento a 20 °C. A contagem de mesófilos total do leite atingiu 7,45 log UFC/mL ao final do armazenamento. A maior mudança de cor foi reconhecida com ∆E de 3,53 a 29,28, respectivamente, em 24 e 48 h (leite estragado). Houve uma correlação alta e negativa entre o pH do leite e os valores de ∆E do indicador com coeficientes de correlação de -0,993. Além disso, as relações entre acidez total e contagem de mesófilos total do leite com o ∆E do indicador foram fortes e positivas (R = 0,975 e 0,965, respectivamente).

Yong et al. (30) desenvolveram filmes pela mistura de quitosana com extrato de berinjela roxa ou extrato de berinjela preta ricos em antocianinas. Os resultados mostraram que os teores de antocianina no extrato de berinjela roxa e no extrato de berinjela preta foram de 93,10 e 173,17 mg g^-1, respectivamente. Além disso, as composições de antocianinas do extrato de berinjela roxa e do extrato de berinjela preta foram totalmente diferentes. Extrato de berinjela roxa e extrato de berinjela preta aumentaram o azul, a espessura, a barreira de luz UV-vis e as propriedades mecânicas do filme de quitosana. No entanto, extrato de berinjela roxa não alterou o teor de umidade do filme quitosana e extrato de berinjela preta não alterou a permeabilidade ao vapor de água do filme quitosana. A observação da microestrutura mostrou baixos teores (1 e 2% em peso) de extrato de berinjela roxa e extrato de berinjela preta bem distribuídos na matriz quitosana. Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier revelou a existência de interações intermoleculares entre quitosana e extratos. A difração de raios X indicou que extrato de berinjela roxa e extrato de berinjela preta aumentaram um pouco a cristalinidade do filme quitosana. A capacidade antioxidante do filme quitosana foi notavelmente aumentada por extrato de berinjela roxa e extrato de berinjela preta. Além disso, os filmes quitosana – extrato de berinjela roxa e quitosana- extrato de berinjela preta foram sensíveis ao pH e mostraram mudanças notáveis ​​de cor em diferentes soluções tampão, o que pode ser usado para monitorar a deterioração do leite. 

Liu et al. (31) desenvolveram filmes à base de κ-carragenina incorporando diferentes quantidades de antocianinas do extrato polifenólico de amoreira. Os resultados mostraram que as antocianinas do extrato polifenólico de amoreira apresentaram propriedade sensível ao pH com a cor da solução alterada de vermelho para roxo e cinza final quando o valor do pH aumentou de 2 para 13. Quando as antocianinas do extrato polifenólico de amoreira foram incorporadas ao filme de κ-carragenina, os filmes compostos apresentaram cor azul. Notavelmente, a incorporação de 2 e 4% em peso de antocianinas do extrato polifenólico de amoreira aumentou significativamente a espessura, resistência à tração, estabilidade térmica, atividade antioxidante e propriedade sensível ao pH do filme de κ-carragenina. Por outro lado, o teor de umidade, permeabilidade ao vapor de água, transmitância de luz UV-vis e alongamento na ruptura foram bastante reduzidos quando 2 e 4% das antocianinas do extrato polifenólico de amoreira foram incorporados. A  espectroscopia de infravermelho e difração de raios-X confirmaram a existência de interações intermoleculares entre as antocianinas do extrato polifenólico de amoreira e a matriz κ-carragenina. Quando aplicados para monitorar o frescor do leite, os filmes de κ-carragenina – antocianinas do extrato polifenólico de amoreira mostraram mudanças de cor evidentes à medida que o leite se deteriorava após armazenamento a 40 °C por 8 h. 

DESAFIOS E PERSPECTIVAS FUTURAS

A incorporação de extratos ricos em antocianinas aos filmes à base de biopolímeros pode ampliar seu escopo de uso potencial no desenvolvimento da próxima geração de embalagens inteligentes com excelente desempenho. Os estudos na área de ciência e tecnologia de laticínios oferecem um imenso potencial das antocianinas para melhorar as propriedades físico-químicas, de barreira e mecânicas. No entanto, pesquisas são necessárias para trazer esses modelos de prova de conceito do laboratório para aplicações no mundo real, visto que ainda existem muitas limitações na aplicação de embalagens inteligentes sensíveis ao pH à base de antocianina: (1) a estabilidade das antocianinas; (2) a composição real dos alimentos é complexa; (3) as diferenças nas fontes de antocianina e na matriz do filme levam a grandes diferenças nas propriedades indicativas de pH e físico-químicas dos filmes de embalagem; (4) a aumento do custo das embalagens inteligentes na indústria alimentícia limita sua ampla aplicação.

Diante dos desafios apresentados, espera-se que as pesquisas futuras acerca das antocianinas forneçam grandes oportunidades para inspirar pesquisadores não apenas a realizar mais pesquisas de ponta com o objetivo de desenvolver uma produção de antocianina econômica e eficiente, mas também para examinar as aplicações práticas de filmes ricos em antocianina em uma ampla variedade de alimentos perecíveis. Exemplos de potencias aplicações são nas embalagens de vegetais minimamente processados e produtos à base de carne e pescado, incluindo os alimentos prontos para o consumo.

CONCLUSÕES

Os indicadores baseados em antocianinas demonstraram um grande potencial para monitorar o frescor de leite e outros alimentos perecíveis. As antocianinas podem ser usadas para rastrear as mudanças de pH associadas à decomposição de alimentos por uma mudança de cor altamente perceptível que pode ser facilmente percebida pelos consumidores. Em comparação com outros indicadores de frescor baseados em pH, as antocianinas têm a vantagem de serem de origem natural, baratas e fáceis de incorporar em polímeros ecológicos à base de água, como quitosana, celulose ou amido. No entanto, ainda existem alguns desafios que devem ser superados para uma implementação bem-sucedida de indicadores baseados em antocianinas. Além disso, a nível industrial, mais pesquisas são necessárias para ampliar a produção de indicadores baseados em antocianinas e desenvolver técnicas economicamente viáveis ​​para incluí-las nas embalagens comuns usadas em alimentos nos diferentes segmentos da indústria alimentícia. 

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem as instituições que contribuíram diretamente para a execução desse trabalho, como a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) e a Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais – Instituto de Laticínios Cândido Tostes (EPAMIG-ILCT).

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