Nanofibras contendo compostos de microalgas como indicadores de pH para o monitoramento da qualidade dos alimentos
Autor: Suelen Goettems Kuntzler (Currículo Lattes)
Resumo
A proliferação microbiana e as modificações bioquímicas em produtos perecíveis resultam na produção de substâncias que alteram as propriedades físico-químicas dos alimentos, incluindo o pH. Assim, a integração de indicadores colorimétricos em embalagens de alimentos é alternativa para monitorar a qualidade dos produtos, emitindo sinal visual em resposta a deterioração em tempo real. As microalgas Spirulina e Chlorella são importantes fontes de pigmentos naturais suscetíveis as alterações de cor em soluções ácidas/alcalinas. As nanofibras poliméricas produzidas por electrospinning são materiais promissores para o encapsulamento das biomassas microalgais. Essas nanoestruturas apresentam alta área superficial e elevada porosidade que permite a aplicação como indicadores inteligentes. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi desenvolver indicador de pH utilizando biomassa e compostos de Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111 incorporados em nanofibras poliméricas, para o monitoramento da qualidade de carnes. A biomassa de Spirulina LEB 18, Chlorella fusca LEB 111 e ficocianina foram avaliadas quanto a mudança de cor em soluções com variação de pH de 1 a 10. As concentrações dos polímeros poli(ácido lático) (PLA) e óxido de polietileno (PEO) e as condições do processo de electrospinning foram estudadas para o desenvolvimento de nanofibras uniformes. As análises de morfologia, interações moleculares e estruturais, e caracterizações termogravimétricas foram realizadas nas nanofibras com e sem os compostos microalgais. A estabilidade da cor em função do pH (1-10) durante o armazenamento foi avaliada nas nanofibras contendo os compostos microalgais. Além disso, as propriedades físicas dos indicadores e o monitoramento do frescor da carne de frango e pescado foram realizados neste estudo. As nanofibras foram produzidas com 8% de PLA e 4% (m v-1) de PEO sob condições de processo de 15 kV de potencial elétrico, 120 mm de distância do capilar ao coletor e 600 ?L h-1 de taxa de alimentação. O diâmetro médio das nanofibras de PLA/PEO foi 728±121 nm, com características hidrofílicas e temperatura máxima de degradação de 300 °C. Os indicadores com espessura de 36,5±1,0 ?m contendo 2% (m v-1) de biomassa de Spirulina LEB 18 quando submetidos as variações de pH, resultaram em valores >12 indicando diferença absoluta na cor. Além disso, na análise de estabilidade da cor observou-se o aumento da capacidade colorimétrica dos indicadores durante 4 h. O indicador contendo 3% (m v-1) de extrato de Chlorella fusca LEB 111 e 1% (m v-1) de ficocianina não apresentou perda da capacidade colorimétrica após 9 meses de armazenamento e mostrou estabilidade da cor em temperaturas de -16 e 4 °C. A espectroscopia do infravermelho confirmou a encapsulação dos compostos microalgais nas nanofibras e a difração de raios-X verificou a estrutura amorfa dos materiais. Além disso, os indicadores contendo os compostos microalgais apresentaram baixa permeabilidade ao vapor de água que variou de 2,55±0,17 a 3,37±0,04 x 10-11 g m-1 s-1 Pa-1. O indicador contendo extrato de Chlorella fusca LEB 111 com ficocianina alterou a cor verde para azul em pH 6,0±0,1 para 6,5±0,3 nos filés de frango e 5,9±0,1 para 6,8±0,2 nos filés de pescado durante 24 h a temperatura ambiente. Portanto, esse estudo apresenta alternativa inovadora na utilização de compostos microalgais encapsulados em nanofibras poliméricas para desenvolvimento de embalagem inteligente. O indicador de pH mostrou capacidade de monitorar e informar ao consumidor a qualidade dos alimentos frescos.