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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Maria Crystina Igarashi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Landgraf, Mariza (President)
Destro, Maria Teresa
Ditchfield, Cynthia
Title in Portuguese
Desenvolvimento de filme comestível à base de alginato incorporado do agente antimicrobiano óleo essencial de cravo: aplicação em alimento
Keywords in Portuguese
Alginato
Filmes comestíveis
Microrganismos deteriorantes
Microrganismos patogênicos
Óleos essenciais
Abstract in Portuguese
A utilização de embalagens biodegradáveis, tais como os filmes e coberturas comestíveis, apresenta-se como alternativa ao uso de recursos não-renováveis como material de embalagem. A incorporação de substâncias antimicrobianas em embalagens tem como objetivo minimizar o problema da contaminação microbiana em alimentos e, entre elas, os óleos essenciais (OE) têm recebido atenção especial por serem substâncias naturais e atenderem à preferência dos consumidores. Porém, a utilização de OE como um agente antimicrobiano natural é limitada por critérios organolépticos, sendo necessário determinar a concentração mínima necessária para inibir o desenvolvimento de microrganismos sem afetar sensorialmente as características do alimento. Assim, os objetivos desta pesquisa foram: desenvolver um filme comestível à base de alginato com incorporação de agentes antimicrobianos naturais e avaliar a adição de diferentes concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) como agente crosslinking na formulação do filme e na etapa complementar de formação do filme; caracterizar o filme frente às propriedades mecânicas e propriedades de barreira; determinar a concentração mínima inibitória (CIM) de óleos essenciais para Pseudomonas spp., Salmonella spp. e Listeria monocytogenes presentes em carne de frango, e verificar a aceitação pelo consumidor, através da análise sensorial (aroma), de pedaços de peito de frango in natura embalado com o filme antimicrobiano O OE de cravo foi o que se apresentou mais eficiente para os microrganismos testados com CIM de 0,2% sendo este o limite mínimo estudado no planejamento experimental para o desenvolvimento do filme antimicrobiano. As variáveis independentes neste planejamento foram: CaCl2 na faixa de concentração de 0,02 a 0,1% e OE cravo na faixa de 0,2 a 1,0%. Valores acima de 0,0316% de CaCl2, independente da concentração de OE estudada, diminuiram a zona de inibição do crescimento microbiano em testes realizados in vitro, possivelmente devido a formação de um gel muito forte que pode ter dificultado a incorporação da emulsão de OE na matriz polimérica dos filmes. Os resultados de permeabilidade ao vapor de água mostraram que a adição de CaCl2 à formulação dos filmes diminuiu a permeabilidade enquanto a adição de OE cravo foi responsável pelo aumento dessa propriedade. Com relação às propriedades mecânicas, tanto a adição de CaCl2 como a de OE cravo à formulação dos filmes aumentou a resistência máxima à tração. Porém, com relação ao alongamento máximo na ruptura, valores menores foram obtidos com a adição de CaCl2, enquanto maiores valores foram encontrados com a adição de OE cravo à formulação dos filmes. A avaliação da atividade antimicrobiana dos filmes em carne de frango foi realizada somente com a formulação que apresentou os maiores valores de zona de inibição in vitro (CaCl2=0,0316% e OE cravo=0,884%). Após 5 dias de armazenagem a 7º C, observou-se que a utilização do filme adicionado de OE de cravo como embalagem primária em amostras de carne de peito de frango promoveu o controle da multiplicação de L. monocytogenes o mesmo não ocorrendo para as populações de Salmonella spp. e Pseudomonas spp. A análise sensorial relacionada ao aroma da carne de peito de frango mostrou que o uso do filme à base de alginato incorporado de OE cravo é viável. Porém, este filme poderá sofrer interferência da matriz alimentar caso esta matriz apresente exsudação.
Title in English
Development of alginate-based edible film incorporated with clove essential oil as antimicrobial agent: application in food
Keywords in English
Alginate
Edible films
Essential oil
Pathogenic microorganisms
Spoilage microrganisms
Abstract in English
The use of biodegradable packaging such as edible films and coatings are an alternative to the use of non-recyclable packaging. The incorporation of antimicrobial substances in packaging aims at reducing food microbial contamination among which, essential oils (EO) have received special attention being natural and attending consumer demand. However, the use of EO as a natural antimicrobial agent is limited by organoleptic criteria making it necessary to determine the minimum concentration to inhibit the multiplication of microorganisms without affecting the sensory characteristics of the food. Therefore, the aims of this research were: to develop an alginate based edible film with natural antimicrobial agents, evaluating the addition of different concentrations of calcium chloride as a crosslinking agent in the formulation of the film and in the complementary stage; to characterize the mechanical properties and barrier properties; to determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of EO for Pseudomonas spp, Salmonella spp and Listeria monocytogenes found in chicken meat and to verify consumer acceptance of the product through sensorial analysis (aroma). Among the studied EO, the concentration of 0.2% of clove oil was effective in inhibiting the microorganisms tested, this concentration being the minimum limit used in the experimental design for film development. The independent variables studied in this design were calcium chloride in the range of 0.02 to 0.01% and clove EO in the range of 0.2 to 1.0%. Concentrations of CaCl2 above 0.0316%, independent of the EO concentration, reduced the inhibition zone of microbial growth in in vitro tests, possibly due to the formation of a very strong gel which could have made the incorporation of the EO emulsion in the polymeric matrix of the film very difficult. The results of water vapor permeability tests showed that the addition of CaCl2 to the formulation of the films reduced the permeability while the addition of clove EO increased this property. Regarding to mechanical properties, the addition of CaCl2 as well as clove EO to the film formulation increased the values of tensile strength. On the other hand, relating to elongation at the break, smaller values were obtained with the addition of the salt while the addition of EO provided higher values. The evaluation of antimicrobial activity of the films in chicken meat was performed only with the formulation that showed the highest inhibition values presented in vitro (CaCl2=0.0316% and clove EO=0.0884%). After five days of storage at 7° C, it was observed that the use of the film added by clove EO as primary packaging provided the control of L. monocytogenes growth in samples of chicken meat but not of Salmonella spp and Pseudomonas spp. The sensorial analysis - aroma - showed that the use of alginate based film incorporated with clove EO is viable in food. However, when the food matrix presents exudation, it can interfere in this film.
 
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Publishing Date
2014-01-20
 
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