Filme ativo com extrato de chá verde na preservação de alimentos suscetíveis à oxidação lipídica

Abstract

Nos últimos anos, as exigências dos consumidores e da indústria têm vindo a alterar-se e as embalagens convencionais, caracterizadas por não interagirem com o seu conteúdo e ser provenientes de fontes não renováveis, não permitiram acompanhar as necessidades do mercado. Assim, surgiram as embalagens ativas, que interagem deliberadamente com o seu conteúdo, encontrando-se legisladas na União Europeia (Regulamento (CE) n.º 1935/2004 e Regulamento (CE) n.º 450/2009). Estas embalagens podem retardar ou mesmo inibir processos de deterioração dos alimentos, tais como a oxidação lipídica, ou o crescimento de microrganismos patogénicos, permitindo aumentar o tempo de vida útil dos alimentos.Na sua grande maioria, as embalagens convencionais são fabricadas a partir de materiais não biodegradáveis que, para além de representarem um grave problema ambiental, podem interagir de forma não intencional com a matriz alimentar que protegem, passando para os alimentos compostos potencialmente tóxicos para a Saúde Humana. Este fenómeno de transferência de massa é denominado migração. Quando aplicado às embalagens ativas emissoras é um processo desejado, já que se trata de substâncias destinadas a prolongar a vida útil do alimento.Uma das reações mais relevantes, relacionadas com a degradação dos alimentos, é a oxidação lipídica, que leva a uma alteração nutritiva e sensorial e diminui o prazo de validade dos produtos embalados. Assim, a indústria alimentar tem um grande interesse na prevenção de fenómenos de oxidação e esta é minimizada através da adição de antioxidantes sintéticos ou naturais ao alimento. Os antioxidantes naturais são uma alternativa segura aos antioxidantes sintéticos, pelo que o seu uso tem aumentado na conservação de alimentos. No presente trabalho, o extrato de chá verde foi escolhido para ser incorporado numa embalagem alimentar, uma vez que a sua eficácia como antioxidante é largamente reconhecida na literatura.O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficácia de uma nova embalagem alimentar ativa biodegradável, baseada em ácido polilático (PLA), com capacidade antioxidante através da incorporação de extrato de chá verde em diferentes concentrações, 1% e 2%, a fim de evitar a oxidação lipídica de alimentos com alto teor lipídico.No âmbito deste trabalho foi, também, estudada a atividade antimicrobiana da embalagem ativa e do extrato de chá verde incorporado na embalagem.Inicialmente, foi avaliada e comparada a capacidade antioxidante de três extratos de chá verde preparados em laboratório com um extrato de chá verde comercial. A capacidade antioxidante foi avaliada pelo sistema de inibição do radical DPPH e pelo teste do branqueamento do β-caroteno. Além disso, foram determinados, também, o conteúdo em fenólicos totais e em flavonoides totais. O extrato de chá verde comercial apresentou maior capacidade antioxidante e conteúdo superior em compostos fenólicos totais.Relativamente à atividade antimicrobiana, o extrato de chá verde demonstrou capacidade inibitória sobre as estirpes S. aureus, B. cereus, L. monocytogenes e E. faecalis, no entanto, quando incorporado no filme de PLA, nas concentrações 1% e 2%, não apresentou atividade antimicrobiana em relação aos microrganismos testados. Posteriormente, foi avaliada a eficácia de um filme de PLA com o extrato de chá verde comercial incorporado em diferentes concentrações, 1% e 2%, na inibição da oxidação lipídica de um alimento modelo. O alimento escolhido foi o salmão fumado devido ao elevado teor de ácidos gordos polinsaturados presentes na sua composição, suscetíveis à oxidação lipídica. As fatias de salmão fumado foram embaladas com os filmes ativos (PLA/Chá Verde 1% e PLA/Chá Verde 2%) e o filme controlo (sem extrato) durante 7, 15, 30, 45 e 60 dias, à temperatura de 5 ᵒC, protegidas da luz. O estado de oxidação lipídica das fatias de salmão fumado foi avaliado através de quatro métodos: o índice de peróxidos, a determinação do valor da p-anisidina, o ensaio de TBARS - Substâncias Reativas ao Ácido Tiobarbitúrico e a determinação do hexanal.Os resultados demostraram que a incorporação de extrato de chá verde, em filmes PLA, protegeu o salmão fumado da oxidação lipídica, nos diferentes tempos de armazenamento testados. No entanto, devem ser realizados estudos adicionais a fim de compreender melhor o mecanismo de ação do extrato de chá verde, pois os resultados sugeriram um efeito pró-oxidante do filme PLA/Chá Verde 2%, após os 60 dias de armazenamento.

In recent years, consumers and industry demands have been changing and conventional packaging, characterized by absence of interaction with its content, could not accomplish the emerging market needs. However, active packaging, characterized by actively interacting with its content, emerged and is legislated in the European Union (Commission Regulation (EU) no. 1935/2004 and Commission Regulation (EU) no. 450/2009). These packages may delay or inhibit the deterioration processes of foods, such as lipid oxidation, or the growth of pathogenic microorganisms, allowing to extend food shelf life.In its vast majority, conventional packages are manufactured from non-biodegradable materials which, in addition to represent a serious environmental concern, they may interact unintentionally with the food matrix they protect, transferring potentially toxic compounds to Human Health to foods. This mass transfer phenomenon is called migration. When applied to the releasing active packaging can be a desired process, since the substances are intended to extend food shelf life.There are several reactions that can cause food degradation. Lipid oxidation is one of the most relevant and it is capable of causing nutritional and sensory alterations, leading to shelf-life reduction. Therefore, the prevention of oxidation reactions is of great interest for the food industry. The addition of natural or synthetic antioxidants is used to counteract lipid oxidation of foodstuffs. Natural antioxidants are a safe alternative to synthetic antioxidants and its use in food preservation has been increasing. In the present work, green tea extracts (Camellia sinensis L.) were chosen to be incorporated in active films since its effectiveness as an antioxidant is extensively reported in the literature.The main objective of the present work was to evaluate the efficacy of a new biodegradable active food packaging, based on PLA, with antioxidant capacity through the incorporation of green tea extract in two different concentrations, 1% and 2%, in order to prevent lipid oxidation of foods with high lipid content.In this work the antimicrobial activity of the active packaging and of the green tea extract incorporated in the package was also studied.Initially, the antioxidant capacity of three of green tea extracts prepared in the laboratory was evaluated and compared with the one of an commercial green tea extract. The antioxidant capacity was evaluated by DPPH• radical scavenging method and β-carotene bleaching method. Moreover, the total phenolics content and total flavonoids content were also determined. The commercial green tea extract presented greater antioxidant capacity, reflected in higher values of Trolox Equivalent, smallest EC50 and premium content in total phenolic compounds.Regarding the antimicrobial activity, the green tea extract inhibited the strains, S. aureus, B. cereus, L. monocytogenes and E. faecalis, however, when incorporated in the film of PLA, at concentrations of 1% and 2% did not show antimicrobial activity in relation to the tested microorganisms.Afterwards, the effectiveness of a film of PLA with commercial green tea extract was evaluated incorporating two different concentrations, 1% and 2%, in the inhibition of lipid oxidation of a food model. The food chosen to be packaged with the active film was smoked salmon, due to the high content of polyunsaturated fatty acids present in its composition, susceptible to lipid oxidation. Slices of smoked salmon were packaged with the active films (PLA/Green Tea 1% and PLA/Green Tea 2%) and the control film (without extract) for 7, 15, 30, 45 and 60 days at a temperature of 5 ᵒC, protected from light. The lipid oxidation status of the smoked salmon slices was evaluated by four methods: peroxide value, p-anisidine value, TBARS test and monitoring of hexanal.The results showed that the incorporation of GTE in the PLA films protects the smoked salmon from lipid oxidation in the different storage times tested. However, additional studies should be performed to better understand the GTE mechanism of action as the results suggest a pro-oxidant effect of PLA/GTE 2% after 60 days of storage.