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Embalagens inteligentes: da informação ao consumidor à segurança dos alimentos

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O mercado de embalagens inteligentes está em ascensão, com previsão estimada de atingir o valor de US$26,7 bilhões até 2024. Seu destaque se deve às funções adicionais que possuem, que vão além da função primária de proteger o alimento, como se percebe na figura abaixo:

Figura 1 – Funções das embalagens inteligentes na indústria de alimentos. Fonte: autora 

A incorporação de agentes bioativos para prolongar a vida útil dos alimentos pode ser realizada pela adição de componentes que liberariam ou absorveriam substâncias no alimento embalado ou no ambiente ao redor do alimento. Esses componentes variam de acordo com a aplicação da embalagem, mas geralmente são compostos naturais provenientes de óleos essenciais (canela, cravo, pimenta, lavanda, tomilho, etc.), extrato de frutas (manga, abacaxi, laranja, limão, mirtilo, etc.), extrato de vegetais (brócolis, cenoura, couve, rabanete, repolho roxo, etc.), extrato de plantas (alecrim, sálvia, capim limão, etc.), polifenóis de chá, microalgas, própolis, entre outros.

Os indicadores de frescor são uma abordagem de embalagem inteligente e econômica que é aplicada para a detecção e monitoramento em tempo real de frescor ou deterioração de produtos, atuando como sensores indicadores de tempo, temperatura, pH, umidade, oxigênio e microbiologia. Sua aplicação está diretamente relacionada às características do produto, bem como às principais mudanças ao longo de sua deterioração, visando ativar o sensor colorimétrico indicador de frescor. A informação reportada é de suma importância, considerando que a olho nu é difícil distinguir alimentos frescos de alimentos parcialmente ou totalmente deteriorados.

Já as informações sobre a rastreabilidade são demandadas tanto por clientes como por regulamentos vigentes, aplicáveis a setores específicos. Geralmente, a rastreabilidade envolve o rastreamento de etapas produtivas, limitadas à avaliação de um elo específico, possuindo fluxo desde a recepção ao produto final, ou do produto final à recepção. É embasada pela IN 51/2018 e RDC 24/2015, da Anvisa. No entanto, em alguns casos é necessário rastrear toda a cadeia produtiva, como está previsto na INC 02/2018, aplicável a produtos vegetais frescos destinados à alimentação humana, visando controle de resíduos de agrotóxicos. Para tal, utilizam-se tecnologias para facilitar o rastreamento de dados, como o QR code, que reúne informações detalhadas no produto fornecidas pelos diferentes elos de toda a cadeia produtiva relacionada. Essa ferramenta pode ser relacionada à indústria 4.0 devido ao nível de tecnologia aplicado, aliada a preceitos como inovação, eficiência e customização a partir da automação de dados, com foco na produtividade, utilizando a inteligência artificial para a produção inteligente.

Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) foram pré-estabelecidos pela ONU em 2015 e representam um plano de ação global para eliminar a pobreza extrema e a fome, além de pretender oferecer educação de qualidade, proteger o planeta e promover sociedades pacíficas e inclusivas até 2030. As embalagens inteligentes enquadram-se no ODS 2 (Fome Zero e Agricultura sustentável) devido à tecnologia de conservação de alimentos empregada, garantindo mais alimentos disponíveis à população, ODS 3 (Saúde bem-estar) considerando as propriedades antimicrobianas e antioxidantes, que além de monitorar o grau de deterioração do alimento, podem inibir crescimento microbiano, e assim, garantir um alimento seguro ao consumidor, ODS 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura), devido à oportunidades de inovação pelas indústrias, guiadas pelo apelo das novas tendências alimentares exigidas pelos consumidores.

Além disso, a ciência está voltada para esta temática, pois houve um aumento de 21,14% na  publicação de artigos sobre esse tema no período entre 2015 e 2021 (figura 2).

Figura 2 – Publicações anuais de artigos contendo as palavras chave “smart packaging” na base de dados da Scopus entre 2015 e 2021 –  Fonte: Bibliometrix

Ao avaliar as palavras-chave escolhidas pelos autores nestes artigos, percebe-se que entre as palavras mais citadas, encontram-se biopolímeros de fontes renováveis, como amido (starch), gelatina (gelatina) e quitosana (chitosan). Estes geralmente são utilizados para elaboração de embalagem biodegradável, possuindo como uma de suas principais vantagens em relação aos polímeros de origem sintética (petróleo), a biodegradabilidade,  pois os sintéticos levam anos para se degradar e causam impactos ambientais irreversíveis devido à quantidade presente no ambiente. Neste sentido, além dos ODS mensurados para as embalagens inteligentes, quando elas são elaboradas a partir de polímeros biodegradáveis, contribuem com o ODS 14 e 15, preservando  vidas na água e na terra, pela redução do impacto ambiental, respeitando as gerações futuras.


Figura 3 – Nuvem de palavras-chave citadas pelos autores em artigos contendo as palavras chave “smart packaging” na base de dados da Scopus entre 2015 e 2021. Fonte: Bibliometrix 

Além do viés ambiental, percebe-se a presença das palavras qualidade de alimentos (food quality) e sensores (sensor), indicando a utilização dessas embalagens para monitoria de frescor em alimentos, conforme já reportado.

Pelo exposto, percebe-se que as embalagens inteligentes estão relacionadas com informações ao consumidor, produtor e autoridades, referentes à rastreabilidade ou ao frescor do alimento, e também são utilizadas para garantir a segurança dos alimentos, uma vez que além de auxiliar na monitoria do ciclo de vida, permitem maior durabilidade dos alimentos.

Referências

BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 24, de 09 de junho de 2015. Diário Oficial da União [República Federativa do Brasil], Brasília, DF, 9 jun. 2015, p. 1-12.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa n° 51, de 1 de outubro de 2018. Diário Oficial da União [República Federativa do Brasil], Brasília, DF, 8 out. 2018. Seção 1, p. 15.

BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Instrução Normativa Conjunta – INC n. 2, de 7 de fevereiro de 2018. Diário Oficial da União [República Federativa do Brasil], Brasília, DF, 8 fev. 2018. Seção 1, p. 26-149.

MUNDO, Transformando Nosso. A Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável. Recuperado em, v. 15, p. 24, 2016.

SCHAEFER, Dirk; CHEUNG, Wai M. Smart packaging: Opportunities and challenges. Procedia CIRP, v. 72, p. 1022-1027, 2018. 

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A importância das embalagens bioativas e da própolis para conservação de alimentos

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As embalagens utilizadas para os alimentos vêm apresentando transformações positivas no decorrer do tempo, bem como as matérias primas utilizadas, os meios de produção em grande escala e os métodos para conservação das características principais de cada alimento produzido. Tudo isso em decorrência do aumento das informações e estudos relacionados aos temas relevantes para cada área da indústria de alimentos.

Uma embalagem considerada como ativa é aquela que exerce algum papel extra na preservação de alimentos, não se limitando ao de promover uma barreira inerte a influências externas. Isso acontece porque os constituintes do material, o produto e o ambiente interagem para prolongar a vida útil dos alimentos.

Alguns componentes ativos utilizados em embalagens como sachês e filmes plásticos absorvedores de etileno, sachês absorvedores de umidade, filmes que eliminam o excesso de umidade e controlam os níveis de oxigênio (O2), dióxido de carbono (CO2) e etileno, filmes com permeabilidade sensível à temperatura e embalagens antimicrobianas com emissores de dióxido de cloro, dióxido de enxofre, antioxidantes (impedem ou retardam as reações de oxidação) são exemplos de componentes de embalagens ativas, ao passo que os indicadores de tempo-temperatura, bem como os de amadurecimento e frescor são ótimos exemplos de componentes inteligentes.

Já as embalagens inteligentes funcionam como um indicador interno ou externo da qualidade do produto embalado, como de tempo e temperatura, para fornecer informações para o consumidor. Quando um alimento está se deteriorando, reações bioquímicas estão ocorrendo nele e muitas vezes são imperceptíveis, pois sua aparência se mantém como a de um produto fresco.

Além de apresentar diversas dessas características citadas anteriormente, as embalagens bioativas ou biofilmes também são ambientalmente corretas, pois são feitas do reaproveitamento de resíduos que seriam descartados na natureza e que se degradam facilmente no meio ambiente. Isso permite dizer que a embalagem bioativa é desenvolvida pensando também no futuro da sociedade, que consome cada vez mais alimentos processados e gera consequentemente uma maior quantidade de resíduos, o que causa prejuízos a médio e longo prazo para o planeta.

Os produtos e matérias primas utilizados para a produção de embalagens bioativas podem ser obtidos de diferentes polissacarídeos e fontes renováveis como fécula de mandioca, amido, gelatina, nanopartículas, quitosana e as pectinas, matriz polimérica base para o desenvolvimento dos biofilmes e que podem ser extraídas de frutas cítricas, algumas frutas do cerrado como o pequi. Existem também a pectina elaborada industrialmente, conhecida como comercial e outras fontes.

Há estudos em desenvolvimento para a produção de embalagem bioativa produzida com a pectina extraída do mesocarpo do pequi acrescida de extrato etanólico de própolis. Esse ingrediente confere o incremento de compostos bioativos, flavonoides, terpenos, álcoois e possui atividade antimicrobiana, com a função inicial de embalar alimentos, garantindo proteção contra microrganismos e mantendo por mais tempo suas características sensoriais originais e intactas do alimento a ser embalado.

Nesse contexto, entram as embalagens inteligentes, ativas e os biofilmes, adicionados ou não de componentes bioativos, para ajudar na identificação do ponto correto do produto, além de garantir maior vida de prateleira e evitar danos ao meio ambiente no momento do descarte das embalagens.

Em 2015, Luis Villaroya comprovou que devido às inúmeras propriedades encontradas na própolis, como antibacteriana, antiviral, antifúngica, antioxidante, anti-inflamatória, imunoestimulantes, propriedades anticancerígenas e pelo fato de os principais componentes serem geralmente reconhecidos como seguros para o consumo humano, além dos consumidores estarem em busca de produtos ecológicos, é que a própolis está ganhando popularidade como conservante natural para novas aplicações na indústria de alimentos e está sendo adicionada aos alimentos e bebidas como fonte de compostos bioativos para melhorar a saúde e consequentemente sua aplicação na produção das embalagens que  entrarão em contato direto com os alimentos produzidos.

A fim de implementar novos estudos e complementar informações científicas, desde 2000 Sforcin e colaboradores detectaram que para comprovar a eficácia da própolis como protetora dos alimentos embalados, a sua atividade antibacteriana é bem documentada contra diferentes bactérias como: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli e Salmonella typhimurium. Embora os levantamentos apontem que a própolis seja principalmente ativa contra as bactérias Gram-positivas, que são inibidas com uma concentração menor de própolis do que as bactérias Gram-negativas, ela mantém sua característica antimicrobiana em todas as espécies.

Com todas as informações já publicadas e testadas e com as inúmeras novidades que irão surgir com os testes e estudos realizados pelo mundo, se tornará cada vez mais comum a utilização de embalagens completas, eficientes, inteligentes e ativas tanto na indústria de alimentos quanto em outros segmentos industriais.

Além do mais, as novas embalagens que se mostram cada vez mais importantes no mercado visam alcançar alguns objetivos principais como o de estender o prazo de validade dos alimentos, com qualidade e segurança, reduzir o desperdício de alimentos e reduzir a adição de conservantes artificiais ou substitui-los por substâncias naturais com função antimicrobiana.

Autoras: Lilianne Baldoino Monteiro1, Geovana Rocha Plácido2, Tainara Leal de Sousa3

1 Mestranda em Ciência e Tecnologia de Alimentos no Instituto Federal Goiano, Campus Rio Verde – Goiás.

2 Professora Doutora no Instituto Federal Goiano, Campus Rio Verde – Goiás.

3 Doutoranda em Biotecnologia e Biodiversidade, Universidade Federal de Goiás

Referências

LUIS-VILLAROYA, A.; ESPINA, L.; GARCÍA-GONZALO, D.; BAYARRI, S.; PÉREZ, C.; PAGÁN, R. Bioactive properties of a propolis-based dietary supplement and its use in combination with mild heat for apple juice preservation. International Journal of Food Microbiology, v.2015, p.90-97, 2015.

SARANTÓPOULOS, C.I.G.L.; MORAIS, B.B. Embalagens ativas e inteligentes para frutas e hortaliças. Boletim de Tecnologia e Desenvolvimento de Embalagens, v.21, n.1, p.1-7, 2009.

SFORCIN, JM, FERNANDES JR., A., LOPES, CAM, BANKOVA, V. E FUNARI, SRC. Efeito sazonal na atividade antibacteriana da própolis brasileira. Jornal de Etnofarmacologia, 73 (1-2), 2000.

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Escola Politécnica da USP desenvolve embalagem que muda de cor quando alimento está deteriorado

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No dia 11/04/2013, A Agência USP de notícias divulgou notícia sobre uma pesquisa cujo objetivo foi o de desenvolver um novo tipo de embalagem biodegradável para alimentos, que muda de cor quando o produto começa a se deteriorar, indicando aos consumidores que está impróprio para o consumo. A embalagem, feita com fécula de mandioca, possui um pigmento chamado antocianina, que altera sua cor quando há mudança no pH do produto (passando de ácido para básico), que acontece durante o processo de deterioração. O projeto foi criado pela engenheira agroindustrial Ana Maria Zetty Arenas, no Laboratório de Engenharia de Alimentos da Poli, e pode ser usado em embalagens de peixe cru. “O estudo faz parte de um projeto que visa produzir filmes biodegradáveis com fécula de mandioca para utilização em embalagens, agregando algum tipo de funcionalidade além da proteção do produto”, conta a professora Carmemn Tadini, do Departamento de Engenharia Química da Poli, que coordenou a pesquisa. A professora explica que quando o peixe começa a se deteriorar, ocorre um aumento do pH devido à decomposição de aminoácidos e da uréia e à desaminação oxidativa da creatina, liberando aminas voláteis que dão origem ao chamado “cheiro de peixe podre”. “O pH da carne aumenta até ser tornar básico, ou seja, maior do que 7, processo que dura cerca de três dias”, afirma. “A embalagem com a antocianina, que tem uma cor vermelha muito intensa, em contato com as moléculas voláteis vai ficando cinza-escuro”. A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) estabelece que o peixe com pH acima de 6,8 é considerado impróprio para consumo. “Nos testes da embalagem com antocianina, a mudança de cor aconteceu somente depois que o pH ultrapassou o limite estabelecido”, diz Carmen. “Além da mudança de cor ser percebida visualmente, ela também foi confirmada por meio de equipamentos de medida analítica de cor”. Para a embalagem ser utilizada em escala industrial serão necessários testes de fabricação do produto em uma planta-pliloto. “Isso é necessário já que a produção de embalagens exige grandes volumes de produção”, afirma a professora. “No momento, a eficiência da embalagem já foi comprovada em testes de laboratório. Além de ser resistente e proporcionar selagem térmica, ela também pode ser confeccionada em forma de bolsa”. A notícia pode ser acessada na página da USP.

link: . A dissertação de mestrado pode ser acessada pelo link abaixo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-12032013-150645/pt-br.php

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