Produção de filmes comestíveis biodegradáveis a partir de bagaço de malte ou subprodutos do processamento de mandioca.
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Cíntia Nanci Kobori
Elessandra da Rosa Zavareze
Felipe Machado Trombete
Júlio Onésio Ferreira Melo
Elessandra da Rosa Zavareze
Felipe Machado Trombete
Júlio Onésio Ferreira Melo
Resumo
O setor da agroindústria gera anualmente toneladas de resíduos que podem apresentar na sua constituição propriedades de interesse para uso em diversas áreas, como ingrediente ou matéria-prima no desenvolvimento de embalagens e novos produtos. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver filmes comestíveis biodegradáveis a partir do reaproveitamento de casca de mandioca e bagaço de malte. O presente trabalho foi dividido em duas etapas, a primeira consistiu na elaboração das farinhas de casca de mandioca (FCM) e de bagaço de malte (FBM) e caracterização quanto à composição centesimal, teor e perfil de compostos fenólicos totais (FT), atividade antioxidante, carotenoides totais (CT), taninos condensados (TC), identificação de compostos por paper spray, cor e propriedades tecnológicas como índice de absorção em água e óleo, volume de intumescimento e solubilidade em água. Na segunda etapa, foram desenvolvidos filmes comestíveis a partir das FCM e FBM adição de diferentes concentrações de amido de milho comercial, e caracterizados quanto às propriedades físicas, mecânicas, de barreira, colorimétricas e espectroscopia no infravermelho. As farinhas obtidas apresentaram com maior retenção na peneira com abertura de 300 µm, com faixas entre de 4,72 – 3,21% de umidade, 1,06 – 3,98% de lipídios, 2,77 – 2,59% de cinzas 7,18 – 15,72% de proteínas, e 88,98 – 77,92% de carboidratos totais para as FCM e FBM, respectivamente. Ambas as farinhas apresentaram atividade de água (aw) próxima a 0 (zero) entre 0,3 a 0,15. Pelo método extrativo metanol/acetona, todos os compostos bioativos avaliados (FT, CT e TC). As farinhas estudadas apresentaram boa absorção de água e óleo. Ambas as farinhas apresentaram ácido cafeíco e ácido gálico, já a catequina, ácido clorogênico e rutina foram encontrados somente para FCM. Uma vasta classe de compostos foi identificada em ambas as farinhas por paper spray como ácidos fenólicos e flavonoides. Todas as formulações testadas formaram filme, exceto a formulação com 100% de FBM, o que impossibilitou sua caracterização. A espessura média dos filmes, variou de 0,022 mm a 0,124 mm. Quanto à solubilidade em água, os filmes apresentaram valores entre 8,85 a 52,65%, caracterizando-os como solúveis. A resistência a tração, resistência a perfuração e o modulo elástico dos filmes foram diretamente proporcionais a concentração de amido. Já deformação e taxa de alongamento foram inversamente proporcionais a concentração de amido. Todos os filmes estudados foram considerados biodegradáveis pois oz valores foram superiores a 90%. Os filmes comestíveis das farinhas de resíduos foram pouco resistentes, mas muito flexíveis em comparação ao filme controle de amido. Portanto, são aptos a serem aplicados como revestimento comestível.
Abstract
The agroindustry sector generates annually tons of waste that can present in its
constitution properties of interest for use in various areas, as an ingredient or raw material
in the development of packaging and new products. In this context, the objective of this
work was to develop biodegradable edible films from the reuse of cassava bark and malt
bagasse. The present work was divided into two stages, the first consisted of the
elaboration of cassava peel flours (FCM) and malt bagasse (FBM) and characterization
of the centesimal composition, content and profile of total phenolic compounds (FT),
antioxidant activity, total carotenoids (TC), condensed tannins (TC), identification of
paper spray compounds, color and technological properties such as absorption index in
water and oil, volume of intumesination and solubility in water. In the second stage, edible
films were developed from the FCM and FBM, adding different concentrations of
commercial corn starch, and characterized in terms of physical, mechanical, barrier,
colorimetric and infrared spectroscopy properties. The flours obtained presented the
highest retention in the sieve with an opening of 300 μm, with ranges between 4.72 -
3.21% of moisture, 1.06 - 3.98% of lipids, 2.77 - 2.59% of ash 7.18 - 15.72% of proteins,
and 88.98 - 77.92% of total carbohydrates for the MFC and FBM, respectively. Both
flours showed water activity (aw) close to 0 (zero) between 0.3 and 0.15. By the extractive
method methanol/acetone, all bioactive compounds evaluated (FT, CT and CT). The
flours studied showed good water and oil absorption. Both flours presented caffeic acid
and conalic acid, while catechin, chlorogenic acid and rutin were found only for MF. A
wide class of compounds was identified in both flours by paper spray as phenolic acids
and flavonoids. All tested formulations formed film, except the formulation with 100%
FBM, which made its characterization impossible. The average thickness of the films
ranged from 0.022 mm to 0.124 mm. Regarding water solubility, the films presented
values between 8.85 and 52.65%, characterizing them as soluble. Tensile strength,
puncture resistance and elastic modulus of the films were directly proportional to starch
concentration. Deformation and elongation rate were inversely proportional to starch
concentration. All films studied were considered biodegradable because oz values were
higher than 90%. The edible films of the waste flours were little resistant, but very flexible
compared to the starch control film. Therefore, they are able to be applied as edible
coating.
Assunto
Palavras-chave
Bagaço de malte, Casca de mandioca, Paper spray, Aproveitamento
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