Efeitos de embalagem de poli(vinil)álcool (PVA) ativo na maturação e conservação de queijo Minas Padrão e artesanal

Abstract

O modo artesanal de fabricar queijo corresponde a uma tradição secular, repassado por gerações, e que é importante para a subsistência de diversas famílias e para o fortalecimento da economia nas regiões produtoras. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo a produção e a caracterização de filme ativo à base de poli(vinil)álcool (PVA), incorporados com nisina Z e natamicina, para aplicação em queijos Minas Padrão e queijo Minas artesanal (Serra da Mantiqueira, Campos das Vertentes e Serras do Ibitipoca). Portanto, foram utilizados 6 filmes, sendo: I) Embalagem comercial de polietileno (CPE); II) Poli(vinil) álcool comercial (CPVA); III) Poli(vinil) álcool puro (PPVA); IV) Poli(vinil) álcool incorporado somente com natamicina (NAPVA); V) Poli(vinil) álcool incorporado somente com nisina Z (NIPVA); VI) Poli(vinil) álcool incorporado com nisina Z e natamicina (NNPVA). Os filmes foram caracterizados quanto à permeabilidade ao vapor de água, às propriedades estruturais por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), às propriedades térmicas por análise termogravimétrica (TGA) e às propriedades mecânicas. Também foi feita a aplicação dos filmes nos queijos Minas Padrão e avaliados na temperatura ambiente e sob refrigeração. Foi feito acompanhamento das características físico-químicas, microbiológicas e de textura dos queijos. Dentre os resultados de caracterização dos filmes, maiores valores de resistência máxima à tração foram observados para CPVA e NAPVA, sendo 40,79 MPa e 32,93 MPa, respectivamente. Maior valor de tensão máxima na ruptura foi observado para o filme CPVA (40,79 MPa), seguido de NISPVA (38,84 MPa). Em relação ao alongamento na ruptura, NAPVA (203,36%) e NNPNA (193,73%) foram os mais flexíveis e significativamente equivalentes (p<0,05) ao filme CPVA (226,96%). Os filmes com maior permeabilidade de vapor (g.µm/m2.dia.Kpa) foram NNPVA (801,92) e NAPVA (621,06). Houve maior inibição do crescimento de mesófilos em queijos Minas Padrão embalados em filmes de NAPVA (109 UFC/g) e NNPVA (108 UFC/g). Não houve diferença significativa em relação ao crescimento de fungos e leveduras entre os tratamentos com filmes de PVA, controle e ativos, que variaram entre 105 a 106 UFC/g. Quanto ao crescimento de psicrotróficos, NAPVA, NNPVA e NIPVA tiveram contagens equivalentes (<105 UFC/g). Quanto às propriedades físico-químicas dos queijos, o teor de umidade manteve-se dentro dos valores da legislação (36% a 45,9%) nas seguintes condições: NNPVA (5±2 ºC), NAPVA (5±2 ºC), CPVA (21±2 ºC) e sem embalagem (UP) (5±2 ºC). Todas as amostras mantiveram pH na faixa em torno de 5 a 6 e acidez em torno de 1,67%-2,05%. Os queijos embalados nos filmes de PVA puro e ativo obtiveram os maiores valores de dureza (84,41-147,93 N) e de mastigabilidade (302,29-448,07 N). A coesividade de todos os queijos aumentou, enquanto a elasticidade diminuiu, independente do tratamento ao final do processo de maturação. No que concerne às condições de maturação, a refrigeração contribuiu com a inibição dos microrganismos, em geral. Similarmente, foram observadas menores contagens de mesófilos (em torno de 106- 107 UFC/g) e de fungos filamentosos e leveduras (106 -109 UFC/g) nos queijos Minas artesanal. Quanto aos atributos físico-químicos, foi observado teor de umidade final entre 20,96-31,64%, acidez entre 1,07-1,88% e pH entre 5,31-5,44 dos queijos Minas artesanal embalados em NNPVA. Portanto, foi comprovado por meio deste estudo que a utilização de embalagens ativas à base de PVA, contendo natamicina e nisina Z, pode ser utilizada como uma estratégia promissora para a conservação e maturação de queijos Minas Padrão e artesanal. Palavras-chave: natamicina; nisina; conservaçãoThe artisanal method of cheese production represents a centuries-old tradition passed down through generations and plays an important role in the livelihood of numerous families, as well as in strengthening the economy of producing regions. In this context, the present study aimed to produce and characterize an active film based on poly(vinyl alcohol) (PVA), incorporated with nisin Z and natamycin, for application in Minas Padrão cheese and artisanal Minas cheese (Serra da Mantiqueira, Campos das Vertentes, and Serras do Ibitipoca). Six films were evaluated: (I) commercial polyethylene packaging (CPE); (II) commercial poly(vinyl alcohol) (CPVA); (III) pure poly(vinyl alcohol) (PPVA); (IV) poly(vinyl alcohol) incorporated solely with natamycin (NAPVA); (V) poly(vinyl alcohol) incorporated solely with nisin Z (NIPVA); and (VI) poly(vinyl alcohol) incorporated with both nisin Z and natamycin (NNPVA). The films were characterized for water vapor permeability, structural properties by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal properties by thermogravimetric analysis (TGA), and mechanical properties. The films were also applied to Minas Padrão cheese and evaluated at room temperature and under refrigeration. Physicochemical, microbiological, and texture attributes of the cheeses were monitored. Among the film characterization results, higher maximum tensile strength values were observed for CPVA and NAPVA, 40.79 MPa and 32.93 MPa, respectively. The highest stress at break was recorded for CPVA (40.79 MPa), followed by NIPVA (38.84 MPa). With respect to elongation at break, NAPVA (203.36%) and NNPVA (193.73%) were the most flexible and statistically equivalent (p < 0.05) to CPVA (226.96%). The films with the highest water vapor permeability (g·µm/m²·day·kPa) were NNPVA (801.92) and NAPVA (621.06). Greater inhibition of mesophilic growth in Minas Padrão cheeses was observed in samples packaged with NAPVA (10 CFU/g) and NNPVA (10 CFU/g). No significant differences were found in the growth of yeasts and molds among cheeses packaged with PVA films, active or control, with counts ranging from 10 to 10 CFU/g. Regarding psychrotrophic growth, NAPVA, NNPVA, and NIPVA presented similar counts (<10 CFU/g). For the physicochemical properties of the cheeses, moisture content remained within regulatory limits (36%–45.9%) under the following conditions: NNPVA (5 ± 2 °C), NAPVA (5 ± 2 °C), CPVA (21 ± 2 °C), and unpackaged samples (UP) (5 ± 2 °C). All samples maintained pH values between 5 and 6 and acidity between 1.67% and 2.05%. Cheeses packaged in pure or active PVA films exhibited the highest hardness values (84.41–147.93 N) and chewiness (302.29–448.07 N). Cohesiveness increased in all cheeses, while elasticity decreased regardless of treatment at the end of maturation. Regarding maturation conditions, refrigeration generally contributed to microbial inhibition. Similarly, lower mesophilic counts (approximately 10–10 CFU/g) and mold and yeast counts (10–10 CFU/g) were observed in artisanal Minas cheese. For physicochemical attributes, artisanal cheeses packaged in NNPVA showed final moisture contents between 20.96% and 31.64%, acidity between 1.07% and 1.88%, and pH between 5.31 and 5.44. Thus, the findings of this study demonstrate that active PVA-based packaging containing natamycin and nisin Z is a promising strategy for the conservation and maturation of both Minas Padrão and artisanal cheeses. Keywords: natamycin; nisin; preservation