- A tecnologia resultante do avanço da nanotecnologia no Brasil possui resistência mecânica, térmica e à água, além de propriedades antimicrobianas.
- Prolonga a vida útil do morango de cinco para 12 dias.
- O revestimento aumenta o conteúdo de compostos bioativos benéficos à saúde, como vitaminas C e E, e previne o crescimento de fungos.
- Outra vantagem é que contribui para reduzir as perdas pós-colheita e o desperdício de alimentos.
- Esta redução é muito relevante no caso do morango, que ocupa o terceiro lugar na lista das maiores perdas em valor do setor hortofrutícola.
- Os revestimentos naturais de origem vegetal (plant-based) são muito importantes para o mercado nacional e internacional, pois atendem às demandas dos consumidores por produtos mais saudáveis.
- O próximo passo é validar a tecnologia com o setor produtivo, incluindo análise de mercado e escala industrial, que deve levar de dois a quatro anos.
Um estudo desenvolvido em parceria entre a Embrapa Instrumentação (SP) e a Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp) conseguiu aumentar a vida útil dos morangos de 5 para 12 dias. O resultado é fruto dos avanços da nanotecnologia, que levaram ao desenvolvimento de uma nova nanoemulsão antimicrobiana baseada em diferentes compostos vegetais.
Os cientistas combinaram as propriedades dessas substâncias para gerar um material de revestimento funcionalizado com resistência mecânica, térmica e à água, além de propriedades ópticas e antimicrobianas. Para tanto, nanocristais de celulose, nanoemulsão de cera de carnaúba e óleos essenciais de hortelã e palmarosa foram incorporados a uma matriz de amido de araruta. Com a absorção dos óleos essenciais, o revestimento foi capaz de reduzir significativamente a severidade do mofo cinzento causado pelo fungo Botrytis cinerea, um dos principais patógenos do morango, que acomete os frutos tanto no campo quanto na pós-colheita, e por Rhizopus stolonifer, responsável pela podridão mole em frutos, principalmente em pós-colheita.
Além de demonstrar uma excelente barreira contra o crescimento de fungos, o revestimento também foi eficaz na prevenção da desidratação de frutas e no aumento do teor de compostos bioativos benéficos à saúde, como vitamina C e antocianinas, durante o armazenamento de morangos. Dentre as vantagens da utilização deste revestimento, destaca-se a composição de origem totalmente vegetal e natural, sua capacidade antimicrobiana, além da tecnologia simples de sua obtenção.
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Combinação de compostos: solução sustentável para o mercado de morango
O estudo foi realizado pelo bacharel em Agroecologia Josemar Gonçalves de Oliveira Filho, para obtenção do título de doutor em Alimentação e Nutrição pela Unesp, sob orientação do pesquisador da Embrapa Instrumentação Marcos David Ferreira.
A proposta de pesquisa foi oferecer uma nova abordagem de revestimento, baseada em produtos naturais, de acordo com a alta demanda por soluções sustentáveis, tanto nacional quanto internacionalmente.
Ele investigou o efeito de revestimentos bionanocompósitos desenvolvidos a partir de amido de araruta, nanoemulsão de cera de carnaúba, nanocristais de celulose e óleos essenciais de hortelã e palmarosa na pós-colheita, controle de doenças e propriedades físico-químicas, aromáticas, microbiológicas, bioativas e antioxidantes de morangos da cultivar americana Oso Grande. Oliveira Filho explicou que os frutos foram imersos em soluções de revestimento bionanocompósito, secos ao ar e depois colocados em caixas plásticas e armazenados por 12 dias em temperatura refrigerada, além de serem avaliados quanto aos atributos de qualidade desde o início do experimento.
Segundo ele, em escala laboratorial, a imersão é um dos principais métodos utilizados para o revestimento de frutas devido à sua simplicidade, sem dependência de equipamentos. “Neste método, toda a superfície do alimento é submersa na solução filmogênica a uma velocidade constante, permitindo a cobertura total, garantindo total molhabilidade (capacidade de um líquido manter contato com uma superfície sólida) da fruta”, afirma. explica.O pesquisador constatou que os revestimentos de bionanocompósitos melhoraram a qualidade dos morangos durante o armazenamento, minimizando a desidratação, alterações de cor, textura, sólidos solúveis, pH, acidez titulável (quantidade total de ácido em uma solução) e teor de compostos bioativos benéficos à saúde humana (como compostos fenólicos, antocianinas, ácido ascórbico e atividade antioxidante) em comparação com morangos não revestidos.
Segundo ele, os revestimentos de bionanocompósitos apresentaram atividade antimicrobiana, reduzindo a deterioração visual por fungos – um grande grupo de microrganismos – e contagem de bactérias aeróbicas mesófilas, fungos e leveduras durante o armazenamento. “Além disso, os revestimentos de bionanocompósitos carregados com óleo essencial de hortelã e palmarosa foram capazes de reduzir em mais de 60% a severidade da podridão causada pelos fungos B. cinerea e R.stolonifer inoculados em morangos”, diz Oliveira Filho.
Os pesquisadores concluíram que os revestimentos de bionanocompósitos, particularmente aqueles formulados com óleo essencial de hortelã, podem ser usados como materiais de revestimento antimicrobianos para preservar a qualidade e aumentar a vida útil dos morangos frescos durante a pós-colheita. Essa associação pode representar uma estratégia inovadora, eficiente e alternativa aos fungicidas para o controle de doenças pós-colheita em morangos, além de aumentar o período de comercialização do fruto, que atualmente não ultrapassa uma semana. Especialista em estudos e desenvolvimento de tecnologias para pós-colheita, Ferreira afirma que os revestimentos comestíveis preservam a qualidade do fruto por meio da formação de uma barreira física semipermeável na superfície do fruto. “Isso retarda a troca de gases e umidade, resultando na redução da perda de água, respiração e taxas de amadurecimento”, diz ela.
nano reforço
Diversos biopolímeros como proteínas, lipídios e polissacarídeos são utilizados como matrizes para o desenvolvimento de revestimentos comestíveis. O amido, um polímero natural muito promissor, de baixo custo e boas propriedades formadoras de revestimento, além de ser biodegradável, é um dos polissacarídeos.
O amido de araruta, obtido do tubérculo da Panc (planta alimentícia não convencional) Maranta arundinacea, é de baixo custo e mecanicamente mais resistente, devido ao seu alto teor de amilose, comparado a outros amidos como mandioca e milho, mas sua característica hidrofílica resulta em água pobre propriedades de barreira. Por isso, os pesquisadores utilizaram os recursos da nanotecnologia como estratégia para melhorar os revestimentos e dar origem a novos materiais com propriedades efetivas, conhecidos como bionanocompósitos.
A aplicação de partículas em nanoescala fornece propriedades diferentes e melhoradas em comparação com partículas de tamanho maior. Segundo o pesquisador, essas melhorias são importantes para garantir a manutenção da qualidade dos alimentos, além de reduzir o desenvolvimento de microrganismos, como bactérias, fungos filamentosos e leveduras, e a ação de radicais livres que deterioram os alimentos e reduzem a vida útil dos alimentos. .
Outra vantagem da adição de agentes ativos aos nanossistemas, como ele destacou, é que para obter uma boa atividade basta uma proporção menor dessas substâncias, que em baixas concentrações não afetam negativamente as propriedades sensoriais dos alimentos.
A nanoemulsão de cera de carnaúba, desenvolvida por Ferreira e sua equipe, já presente no mercado nacional e internacional, é um desses materiais. Ele afirma que a incorporação da nanoemulsão melhorou as propriedades de barreira à água em revestimentos à base de amido, com impacto mínimo nas propriedades mecânicas e na microestrutura do material em relação à emulsão convencional.
Leia mais: Cera de carnaúba com nanotecnologia aumenta a vida útil da fruta
“Os nanocristais de celulose, usados como nanoreforço, ajudaram a fortalecer a matriz biopolimérica e as características mecânicas dos revestimentos, além de melhorar sua adesão à superfície do fruto, enquanto as propriedades antimicrobianas foram incorporadas por meio de óleos essenciais – um agente antimicrobiano natural” , explica. Segundo ele, a demanda por revestimentos à base de produtos de origem vegetal está crescendo devido à demanda dos consumidores por alimentos mais naturais e sem a presença de compostos sintéticos. “A nanotecnologia é uma ferramenta promissora para atender a essa demanda pela capacidade de melhorar as propriedades desses revestimentos, principalmente os à base de cera, reduzindo a necessidade de soluções sintéticas”, afirma o pesquisador.
A pesquisa recebeu apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Sistema Nacional de Laboratórios de Nanotecnologia do Ministério da Ciência, Tecnologia e Rede de Inovação (MCTI/SisNano) e Nanotecnologia para o Agronegócio (Rede Agranano).
Vários artigos envolvendo o estudo “Revestimentos comestíveis com bio-nanocompósitos à base de amido de araruta/nanocristais de celulose/nanoemulsão de cera de carnaúba contendo óleos essenciais para preservar a qualidade e melhorar a vida útil do morango” já foram publicados em revistas internacionais. renomado. Os mais recentes podem ser acessados aqui.
Nova nanoemulsão contribui para reduzir o desperdício de alimentos
O morango é fonte de compostos bioativos devido aos altos teores de vitaminas C e E, além de compostos fenólicos, como as antocianinas, que são pigmentos que conferem a cor vermelha ao fruto e estão relacionados a benefícios à saúde.
Mas é um fruto de vida curta em pós-colheita, devido à sua alta taxa de respiração, textura macia e sensibilidade à temperatura, choques mecânicos e vibrações, fatores que podem resultar em alto grau de deterioração por diversos patógenos. Isso pode impactar mudanças no pH, acidez, teor de sólidos solúveis totais, perda de cor, firmeza e massa, que reduzem a vida útil da fruta e contribuem para o desperdício de alimentos.
São fatores que fazem com que ocupe o terceiro item da lista de maiores perdas em valor do setor de frutas e hortaliças, segundo o 21º levantamento de perdas no varejo supermercadista brasileiro. O documento foi apresentado no Fórum de Prevenção de Perdas 2021 da Associação Brasileira de Supermercados (Abras) e ainda aponta que a fruta fica atrás apenas do tomate e da batata, que registram perdas significativas.
Tecnologias para reduzir perdas e desperdícios de alimentos contribuem para o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS 12) da Organização das Nações Unidas (ONU). Uma de suas metas até 2030 é reduzir pela metade o desperdício de alimentos per capita em todo o mundo, nos níveis de varejo e consumidor, e reduzir as perdas de alimentos ao longo das cadeias de produção e fornecimento, incluindo perdas pós-colheita.
De acordo com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), o desperdício de alimentos representa mais de 30% da produção mundial anualmente, e é considerado um aumento da insegurança alimentar e da fome.
A tecnologia deve chegar ao mercado em até quatro anos
O próximo passo é finalizar a tecnologia com avaliações em condições comerciais para inserção no sistema produtivo e análise de aceitação do consumidor. Parcerias público-privadas têm sido utilizadas para viabilizar essa etapa com a transferência de tecnologia.
“O tempo estimado para validação da nanoemulsão junto ao setor de produção e comercialização, incluindo análise de mercado e escala industrial, é de dois a quatro anos”, conclui Ferreira.
