Desenvolvimento de um revestimento comestível antimicrobiano a base de amido de inhame com quitosana na conservação da cenoura minimamente processada

Abstract

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um revestimento comestível a base de amido de inhame “caramujo" adicionado de quitosana, como antimicrobiano, e avaliar seu efeito na conservação de cenoura minimamente processada. O amido foi extraído dos tubérculos e sua composição físico-química e propriedades reológicas foram determinadas. Raizes de cenoura “Brasília”, foram fatiadas em rodelas e minimamente processadas. Foram preparados filmes e revestimentos a partir de soluções aquosas de 4% de amido de inhame (p/p) + 2% de glicerol (p/p), 4% de amido de inhame (p/p) + 2% de glicerol (p/p) + quitosana nas concentrações de 0,5, 0,75, 1,0 e 1,5%. As amostras de cenouras foram imersas nos revestimentos durante 3 minutos e secas a 20°C por 3 horas. As amostras do grupo controle foram imersas em água destilada esterilizada. Todas as amostras foram acondicionadas em bandejas de poliestireno expandido, envoltas em filme de poli (vinil cloreto) e estocadas a 8 ± 2°C por 15 dias. Foram realizadas análises microbiológicas, perda de massa, índice de esbranquiçamento, aceitabilidade de cor e sabor com 0, 5, 10 e 15 dias de estocagem. Os filmes foram formados pelo método “casting” e sua permeabilidade ao vapor de água foi determinada. O rendimento da extração do amido a partir dos tubérculos foi de 9,3%. Os componentes físico- químicos, em base seca, foram de 11,57% de umidade, 0,64% de proteínas, 0,052% de matéria graxa e 0,17% de cinzas. Os conteúdos de amido e de amilose foram de 99,17% e 22%, respectivamente. A temperatura inicial de pasta foi de 60,3oC e a máxima temperatura de viscosidade foi de 98,5oC, apresentando baixa tendência a retrogradação (100 UA). Os filmes produzidos foram visualmente transparentes com espessura de 30 ± 5 μm com valores de permeabilidade ao vapor de água entre 4,58 g mm kPa-1 d-1 m-2, para o filme de amido e glicerol, e 3,57 g mm kPa-1 d-1 m-2, para o filme de amido+glicerol+1,5% de quitosana, respectivamente. permeabilidade Os valores de foram estatisticamente diferentes (P<0,05) entre eles. A permeabilidade ao vapor de água dos filmes diminuiu com o aumento do teor de quitosana. Para a sanitização da cenoura em rodelas foi utilizada a concentração de 200 mg/L de cloro residual total, que se apresentou como a mais eficiente para o controle de coliformes totais e fecais e aeróbios mesófilos. O tempo ideal de centrifugação para amostras contendo 1500 g de cenoura em rodelas foi de 6 minutos, quando se utilizo centrífuga doméstica (ARNO) e 3,5 minutos para amostras contendo 3000 g quando foi usada centrífuga industrial. Nas fotomicrografias foi observado que os revestimentos apresentaram distribuição homogênea sobre a superfície da cenoura com uma espessura entre 15 a 20 μm. Os revestimentos apresentaram efeito significativo (P<0,05) para o controle de coliformes totais, psicrotróficos, fungos filamentosos e leveduras e nos atributos cor, sabor e índice de esbranquiçamento. Entretanto, não apresentaram diferença significativa (P>0,05) para perda de massa. Durante o armazenamento, todas as amostras apresentaram contagens <3 NMP/g para coliformes fecais e Escherichia coli e ausência de Salmonella sp em 25/g. Os revestimentos que continham quitosana apresentaram efeito antimicrobiano para coliformes totais, psicrotróficos, fungos e leveduras. O revestimento com 1,5% de quitosana apresentou a melhor eficiência sobre esses grupos microbianos com reduções de 2,1, 1,83 e 3,64 ciclos log, respectivamente, em relação ao controle. O grupo controle e as amostras revestidas somente com amido e glicerol apresentaram contagens mais altas dos grupos de microrganismos avaliados durante a estocagem. No tempo zero de estocagem, os revestimentos que continham quitosana mantiveram melhor a cor da cenoura, obtendo as notas hedônicas mais altas. Após 15 dias de estocagem, o revestimento de amido e glicerol, obteve a nota mais alta (7,4) para o atributo cor, enquanto que o grupo controle (sem revestimento) apresentou nota 4,7. Quanto ao sabor, as amostras revestidas com amido e glicerol também obtiveram a maior nota (6,5). Notas em torno de 5 foram obtidas para o controle e amostras revestidas com amido e quitosana. Para o índice de esbranquiçamento, as amostras revestidas não difereram entre elas e difereram do controle. O menor índice de esbranquiçamento foi de 37,6, apresentado pela amostra revestida com amido e 1,5% de quitosana, em comparação a 44,2, apresentado pelo grupo controle. O amido de inhame apresentou-se como uma boa fonte para a produção de filmes e revestimentos comestíveis, com grande potencial de aplicação na indústria de alimentos, com a vantagem de serem biodegradáveis. O uso do revestimento comestível antimicrobiano, constituído de amido de inhame e quitosana é uma alternativa viável para controlar o crescimento microbiano, manter a cor, retardar o aparecimento do esbranquiçamento na cenoura minimamente processada e estender a vida de prateleira do produto.

This work aimed to develop an edible coating from yam starch incorporated with chitosan, as an antimicrobial compound, and to evaluate its effect on minimally processed carrots conservation. The starch was extracted from yam and had characterized its physical, chemical and reological properties. Brazilian variety carrots were sliced and minimally processed. Films and coatings were prepared as the following composition: 4% yam starch (p/p) + 2% glycerol (p/p), 4% yam starch (p/p) + 2% glycerol (p/p) added with 0,5, 0,75, 1,0 and 1,5 % of chitosan. Samples of sliced carrots were immersed into these coatings for 3 minutes and dried at 20oC/ 3 hours. The control samples were immersed into pure water. All the samples were acondicionated in polystyrene trays, wrapped in polyvinyl cloride and stored at 10oC during 15 days. Microbiological analyses, mass loss, whitish index, sensorial evaluation of color and flavor were realized at 0, 5, 10 and 15 days of storage. The casted films had its vapor permeabilities determined. The starch presented the following characteristics: yield of 9,3%, humidity content of 11,57%, proteins content of 0,64%, lipids:0,052%, ash:0,17%, starch:99,17% and amylose:22%. The gel initial temperature was 60,3oC and the temperature of maximum viscosity was of 98,50C, showing a low tendency for retrogradation (100 UA). The films with thickness of 30± 5μm showed transparency and presented a vapor permeability ranging from 4,58 g.mm.dia-1.m-2.KPa-1, for starch-glycerol film, to 3,57 g.mm.dia-1.m-2.KPa-1, for the film containing 1,5% of chitosan + starch +glycerol. The permeabilities values showed significant (p<0,05) difference among them. The film permeability decreased as the chitosan level in the film increased. The concentration of 200 mg/L of total residual clorine was used for carrots sanification treatment and, among the others treatments, presented the highest efficiency on coliforms and mesophilics aerobes inhibition. The centrifugation time for 1500 g of sliced carrots was 6 minutes for houseware centrifuge and 3.5 minutes for industrial centrifuge. Photomicrografies from the coated carrots showed a homogeneous distribution of the coating on the carrots and a thickness ranging from 15 to 20 μm . The coatings showed a significant (P<0,05) effect on microbiological control of coliforms, psychrotrophic and fungi as well as in the sensorial evaluation of color and flavor and whitiness index, but did not showed significant difference for mass loss ( P<0,05) During storage period, all the samples presented countings <3NMP/g for coliforms fecal and E. coli and no presence of Salmonella in 25 g. The edible coatings with chitosan inhibited the microrganisms growth. Coating containing 1,5% of chitosan reduced 2,1, 1,83 and 3,64 log cycles for coliforms, psychrotrophic and fungi and yeast, respectively, compared with the control. The control group and the samples coated with starch and glycerol showed the highest microorganisms countings evaluated during the storage period. Chitosan-coatings protected carrots against color loss at the beginning of the storage, but at the end the treatment with starch and glycerol obtained the highest score for color attribute. For flavor sensorial analyses, this treatment also was evaluated by the painelist and obtained the highest score (6,4) compared with the control and the chitosan-starch treatments (5,0). The whitish index was lower for the chitosan 1,5% (37,6) compared with the value of 44,2 showed in the control treatment. The yam starch presents as a good source for production of edible coating and film with a potential availability for food industry. The edible coating incorporated with chitosan demonstrated to be a barrier hurdle for food preservation, inhibiting microorganism growth, decreasing color loss and whitish index of the minimally processed carrots and, therefore, increase its shelf-life.