Produto apresenta excelentes propriedades antioxidantes e proteção contra radiação solar, o que ajuda a prolongar o tempo de vida dos alimentos
Filmes bioplásticos com uso da casca de banana como matéria prima foram desenvolvidos por pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).
O uso inovador de cascas de banana tem potencial aplicação como embalagens ativas de alimentos podendo reduzir perdas e problemas ambientais.
Por meio de um processo simples, com pré-tratamentos brandos, que utilizam apenas água ou uma solução ácida diluída, os pesquisadores converteram integralmente e pioneiramente cascas de banana em filmes bioplásticos com excelentes propriedades antioxidantes, proteção contra a radiação ultravioleta (UV), e sem gerar resíduos.
Algumas propriedades mecânicas dos filmes são comparáveis ao polietileno de baixa densidade FOTO: MARIA FERNANDA – EMBRAPA
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Melhor desempenho
O engenheiro químico Rodrigo Duarte Silva, que desenvolveu o filme durante seu pós-doutorado sob a supervisão da pesquisadora da Embrapa Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo, salienta que “os filmes tiveram desempenho igual – ou até melhor – do que muitos bioplásticos preparados de forma semelhante, a partir de outros tipos de biomassa, mas por meio de outros métodos, incluindo processos mais complexos, caros e demorados, portanto, menos produtivos, para a transformação de resíduos agroalimentares”.
Impacto ambiental
Ele explica que a cadeia de valor da banana, em particular, gera uma quantidade significativa de subprodutos que, atualmente, são subutilizados ou descartados indevidamente, resultando em perdas e problemas ambientais. “Para cada tonelada de banana processada, podem ser geradas até 417 kg de cascas”, informa.
De acordo com o especialista, partiu dessa realidade a motivação dos pesquisadores em reduzir o lixo gerado pelo descarte da casca, aproveitando-a integralmente, inclusive seus numerosos compostos bioativos, como fenólicos, e a pectina, um importante polissacarídeo que pode ser utilizado na produção de filmes biodegradáveis.
“Portanto, o aproveitamento como filme bioplástico é uma oportunidade de valorizar esta dispersão e diminuir o impacto ambiental associado ao uso de plásticos não biodegradáveis”, enfatiza o engenheiro químico.
Para a pesquisadora Henriette Azeredo, o tratamento hidrotérmico vem se despontando como um processo ecologicamente amigável FOTO MARIA FERNANDA – EMBRAPA
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Embalagem primária
Henriette Azeredo esclarece que o filme preparado em escala de laboratório, de cor amarronzada e espessura micrométrica, pode ser usado como embalagem primária de produtos sujeitos a reações de oxidação.
Segundo ela, os resultados promissores obtidos experimentalmente encorajaram os pesquisadores a dar continuidade aos estudos para melhorar ainda mais algumas propriedades do filme. “A interação com a água, um desafio de pesquisa devido à alta camada por água das moléculas presentes na biomassa, é uma delas”, sublinha.
Além disso, os pesquisadores pretendem, em aproximadamente um ano e meio, desenvolver o filme bioplástico em escala piloto para tornar o processo ainda mais interessante do ponto de vista industrial.
Resultados promissórios
Para a pesquisadora da Embrapa, o estudo mostrou que as propriedades mecânicas dos filmes, positivamente afetadas pela incorporação de carboximetilcelulose, são comparáveis a de filmes semelhantes já preparados utilizando outros subprodutos integrais, como os de abacate, que tiveram adição de pectina.
“Além disso, algumas propriedades mecânicas dos filmes foram comparáveis ao polietileno de baixa densidade (PEBD)”, enfatiza a especialista.
Os filmes tiveram desempenho igual ou até melhor do que muitos bioplásticos preparados de forma semelhante, a partir de outros tipos de biomassa FOTO MARIA FERNANDA – EMBRAPA
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Mais vantagens
A pesquisadora destaca ainda que “vantagem adicional é que os filmes bloqueiam mais de 98% da radiação ultravioleta na faixa UVA e mais de 99,9% na faixa UVB”.
De acordo com a especialista, “esse tipo de radiação é bastante conhecido por causar queimaduras na pele após exposição ao sol, por exemplo, mas também promove a oxidação dos alimentos”, informa.
Proteção dos alimentos
Na opinião dos pesquisadores que desenvolveram a tecnologia, esse benefício compensa a transparência limitada dos filmes, tornando-os propícios para proteger os alimentos contra este tipo de radiação.
Rodrigo Silva explica que essas propriedades foram fortemente influenciadas pelo processo de branqueamento, o que ajudou a evitar a manipulação dos compostos fenólicos presentes nas cascas de banana.
“Além disso, alguns dos filmes apresentam superfícies hidrofóbicas, que contêm moléculas de água, o que é particularmente interessante no contexto de materiais para embalagens de alimentos”, reforça o engenheiro químico.
O filme bioplástico da casca de banana pode ser utilizado como embalagem primária FOTO MARIA FERNANDA – EMBRAPA
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Bioeconomia circular
Henriette Azeredo enfatiza também que as cascas de banana pré-tratadas hidrotermicamente surgem como uma biomassa promissória para produzir bioplásticos adequados para aplicações em embalagens de alimentos, por causa de suas ótimas propriedades antioxidantes e de superfície, podendo contribuir para a transição de uma bioeconomia circular.
Ela ainda lembra que “os filmes podem contribuir para evitar o desperdício de alimentos e possivelmente prolongar a vida destes se o bioplástico for utilizado como embalagem, já que possuem propriedades antioxidantes de barreira à luz”, destaca.
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FOTO ABERTURA: Banana nanica – PIXABAY
Fonte: Embrapa Instrumentação
O processo do filme de banana
O propósito da pesquisa foi apresentar um processo simples para preparar diretamente filmes bioplásticos a partir de cascas de banana.
O estudo foi apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico ( CNPq).
No Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA), os pesquisadores utilizaram cascas de banana da variedade Cavendish, a mais consumida e cultivada no mundo, conhecida como nanica ou banana d’água no Brasil, cuja produção anual é estimada em 50 milhões de toneladas, segundo dados, de 2022, da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO).
O engenheiro químico Rodrigo Duarte Silva, explica que para a obtenção dos filmes, as cascas de banana foram secas e moídas, resultando em um pó.
Segundo ele, dois tipos de pós foram preparados: um a partir de cascas de banana não branqueadas, que acabaram sendo escurecidos durante a secagem devido à ação de enzimas como polifenol oxidase, e outro, a partir de cascas de bananas submetidas a um processo prévio de branqueamento – fervura em solução de ácido cítrico diluído – para inativar essas enzimas.
“Dessa forma, foi possível analisar a influência da ação das enzimas nas propriedades finais dos filmes”, conta o pesquisador.
A tecnologia pode contribuir para evitar o desperdício de alimentos FOTO MARIA FERNANDA – EMBRAPA
Impacto
Além disso, os pesquisadores investigaram o impacto do tipo de pré-tratamento aplicado às cascas de banana (hidrotérmico, à base de água, ou pré-tratamento com solução diluída de ácido sulfúrico), e da adição, ou não, de carboximetilcelulose – um polímero biodegradável derivado da celulose que atua como ligante – em baixa concentração nos filmes.
Silva salienta que o objetivo dos pré-tratamentos, realizados em autoclave, a 121 °C por apenas 30 minutos, é modificar a estrutura da biomassa para permitir a formação dos filmes. “Por meio dos dois pré-tratamentos, a pectina presente na casca de banana foi solubilizada com sucesso”, afirma.
Processo ecologicamente amigável
Para a pesquisadora da Embrapa, o tratamento hidrotérmico vem se despontando como um processo ecologicamente amigável por utilizar apenas água como reagente, e já foi gerente para converter subprodutos de laranja em filmes bioplásticos.
No entanto, segundo ela, ainda não havia sido aplicada à casca de banana. “Os poucos estudos relatados na literatura sobre preparados a partir de casca de banana destinados a embalagens foram desenvolvidos sem aplicação de pré-tratamentos, o que pode comprometer as propriedades do material final”, conta.
Para a obtenção dos filmes, as cascas de banana foram secas e moídas, resultando em um pó FOTO MARIA FERNANDA – EMBRAPA
Pré-tratamentos eficazes
O pesquisador em pós-doutorado Rodrigo Duarte Silva enfatiza que, tanto o pré-tratamento hidrotérmico quanto o pré-tratamento com ácido sulfúrico foram eficazes para a preparação de filmes de cascas de banana. “Embora tenhamos utilizado as cascas na forma de pó, o que oferece vantagens em termos de armazenamento e preservação da matéria-prima, é possível adaptar o processo para utilizar cascas úmidas, o que pode simplificá-lo ainda mais”, explica.
