Preparação de selos pH-responsivos para aplicação em embalagem de alimentos perecíveis

Abstract

As embalagens de alimentos têm evoluído aos longos dos anos, sendo mais acessíveis para produzir em larga escala e trazendo segurança para os consumidores. Porém, apesar desse avanço na qualidade das embalagens e aumento da segurança, ainda há muitas oportunidades de desenvolvimento, principalmente se tratando de alimentos perecíveis como carnes. Um novo grupo de embalagens, denominado embalagens inteligentes pode apresentar o estado atual do produto dentro da embalagem sem a necessidade de ser retirado da embalagem. Os polímeros são os materiais mais utilizados atualmente em embalagens, e nas embalagens inteligentes, também são os mais difundidos principalmente devido a sua versatilidade. Desta maneira, com base no avanço das embalagens inteligentes, este trabalho se propõe a produzir um polímero inteligente que possa dar origem a um filme inteligente que seja integrado a embalagem de alimentos cárneos, para indicar sua degradação. Para isso, através de uma polimerização radicalar em emulsão foi sintetizado um polímero formado por metacrilato de metila e um agente reticulante. Dentro do retículo deste polímero foi inserido o corante azul de bromotimol que tem uma faixa de coloração bem definida em pH ácido e básico, e através da troca de coloração faz a indicação da condição do meio (proteínas em decomposição apresentam pH básico). Com o polímero formado foram produzidos dois filmes biodegradáveis, um formado com poli(ácido lático) e outro formado com amido. Os polímeros produzidos tiveram diferentes concentrações de corante em sua estrutura e foram caracterizados através de análises instrumentais, como análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, espectroscopia de infravermelho de refletância total atenuada com transformada de Fourier, testes físico-químicos com soluções de diferentes pH e comportamento frente a um ambiente simulando proteínas em degradação apresentando resultados satisfatórios. Os filmes produzidos foram testados nos mesmos testes físico-químicos que os polímeros e apresentaram resultados promissores.

Food packaging has evolved over the years, becoming more accessible to produce on a large scale and bringing safety to consumers. However, despite this advance in packaging quality and increased safety, there are still many opportunities for development, especially when it comes to perishable foods such as meat. A new group of packages, called smart packages, can present the current status of the product inside the package without having to be unpacked. Polymers are currently the most used materials in packaging, and in smart packaging, and they are also the most widespread, mainly due to their versatility. In this way, based on the advancement of smart packaging, the goal of this work is to produce a smart polymer that can generate a smart film that can be integrated into the packaging of meat foods, to indicate their degradation. For this, through a radical polymerization in emulsion, a polymer formed by methyl methacrylate and a crosslinking agent was synthesized. Bromothymol blue dye was inserted inside the cross-link of this polymer, which has a well-defined color range throughout acidic and basic pH, and through the color change it can indicate the condition of the medium (decomposing proteins have a basic pH). With the polymer formed, two biodegradable films were produced, one formed with poly(lactic acid) and the other formed with starch. The polymers produced had different dye concentrations in their structure and they were characterized through instrumental analysis, such as thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, attenuated total reflectance infrared spectroscopy with Fourier transform, physicochemical tests with solutions of different pH and behavior in an environment simulating proteins in degradation presenting satisfactory results. The films produced were tested in the same physical-chemical tests as the polymers and showed promising results.