1. Introdução 1.2 Fatores que afetam o crescimento microbiano
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1. Introdução
Para a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), embalagem é todo
artigo que entra em contato com o alimento destinado a contê-lo desde a sua
fabricação, até chegar nas mãos do consumidor. Tem a finalidade de protege-lo de
agentes externos, prevenir possíveis adulterações no produto e contaminações.
(BRASIL, 2001).
Os primeiros registros de embalagens que se conhece, referem que as
embalagens surgiram há 10 mil anos devido a necessidade de transportar alimentos
já que a civilização nessa época era nômade. As primeiras embalagens teriam sido
feitas de raízes, pequenos caules, entre outros. Conforme a civilização evoluiu, o
descobrimento de novas terras gerou a importância de criar embalagens mais
resistentes e que pudessem manter o alimento conservado por maior tempo durante
as navegações (SANTOS e YOSHIDA, 2011).
Em 1809 Nicolas Appert, desenvolveu um processo denominado “Apertização”,
que consistia em armazenar alimentos em jarros de vidro fechados com rolhas
aquecidas à uma temperatura e tempo determinados, impedindo a saída do ar de
dentro da embalagem. Em 1810 o inglês Peter Durand recebeu a patente de um
processo similar ao de Appert, porém utilizava latas metálicas recobertas de estanho
como forma de armazenamento (NASSIF et al, 2010).
A percepção da indústria com as perdas de produtos devido ao crescimento
microbiano e a importância do consumidor por alimentos minimamente processados
e sem uso de conservantes de aditivos, tem impulsionado a indústria de embalagem
a desenvolver soluções que aumentem o tempo de prateleira e ao mesmo tempo
ofereçam segurança aos consumidores (FERREIRA, 2014).
1.2 Fatores que afetam o crescimento microbiano
O crescimento microbiano pode ser alterado por fatores ambientais que incluem
a disponibilidade de nutrientes, umidade, temperatura, pH. As bactérias recebem
energia através da quebra de ligações químicas, tais como O2, carbono (C), nitrogênio
(N), ente outros. A umidade é um fator fundamental para a proliferação de bactérias,
já que a água é essencial a todos os seres vivos para realizar as funções metabólicas
16
e dar continuidade ao processo de vida. As bactérias em geral podem ser classificadas
quanto à temperatura ótima de crescimento, isto é, existem bactérias classificadas
como Termófilas (crescimento varia de 25°C a 113°C), Mesófilas (crescimento varia
de 10°C à 45°C) ou Psicrófilas (-5°C à 30°C). Quanto ao pH, algumas bactérias podem
ser Alcalífilas, ou seja, sobrevivem em ambiente alcalino com pH acima de 8,5 e
também há as bactérias Acidófilas, que sobrevivem em ambientes com pH entre 2 e
5 (ENGELKIRK, 2012).
1.3 Doenças transmitidas por alimentos
Basicamente as contaminações de alimentos podem ser resumidas em 3
classes gerais de risco, a primeira são os riscos microbiológicos (presença de
bactérias patogênicas, tais como Clostridium Botulinum); a segunda é a presença de
substâncias tóxicas em contato com o alimento (migração provenientes de
embalagens); a terceira pode ser causada por adição intencional de aditivos como o
uso do nitrito de sódio (MANN e TRUSWELL, 2009). Entretanto, os riscos
microbiológicos são os mais frequentes ao considerarmos contaminações por
alimentos, nesta categoria incluem-se fungos, vírus e bactérias que representam 90
% das doenças transmitidas por alimentos (FERREIRA, 2012).
As doenças transmitidas por alimentos podem ser classificadas como
infecções, intoxicações ou infecções causadas por toxinas, dependendo do modo de
atuação do agente. As infecções por alimentos são doenças transmitidas por agentes
patogênicos que estão na presença de um alimento, como Salmonella, Bacillus
cereus, trichinella spiralis,vírus da hepatite C, entre outros. As intoxicações podem ser
causadas quando as toxinas de um agente patogênico são ingeridas. Vale ressaltar
que a eliminação do agente causador da doença não acarreta na eliminação das
toxinas liberadas pelo mesmo, estas toxinas de modo geral não podem ser detectadas
organolépticamente. Alguns exemplos deste tipo de toxinas são as produzidas pelo
Clostridium Botulinum, as enterotoxinas do Staphylococcus e as micotoxinas
(BAPTISTA E ANTUNES, 2005). Os agentes patogênicos são encontrados em
alimentos de consumo frequente como indica o Quadro 1.
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Quadro 1 – Associação entre agentes patogênicos e alimentos onde são
encontrados.
Agente Patogênico Alimentos frequentemente associados
Salmonellas spp Ovos, aves, outras carnes e produtos
lácteos
Clostridium botulinum Mesofílico\
Proteolítico: tipos A, B e F
Alimentos enlatados, embalados a vácuo (VP) e embalados em atmosfera modificada (MAP)
Clostridium botulinum Psicotrófico\
Não proteolítico: tipos B, E e F
Alimentos enlatados, alimentos VP/MAP e alimentos em boiões de vidro
Staphylococcus aureus Ovos, aves, outras carnes, produtos lácteos e produtos de confeitaria
Campylobacter jejuni Ovos, aves e produtos à base de leite
Yersinia entereoclitica Carne de vaca e de porco cruas e cozidas
Listeria monocytogenes Alimentos ou água contaminados por
coliformes fecais
Clostridium perfringens Carnes malpassadas ou requentadas
Escherichia coli O157 e outras E.
Coli Verotoxigénicas (VTEC)
Alimentos contaminados com coliformes
fecais
Bacillus cereus Arroz, vegetais, molhos e pudins
Vibrio parahaemolyticus Peixes, crustáceos
Fonte: FERREIRA, 2012.
1.4 Importância das Embalagens As embalagens apresentam diversos benefícios, como a proteção contra as
condições ambientais tais como luz, oxigênio, umidade, microrganismos, estresse
mecânico e poeira, instruem o consumidor a forma adequada de utilizar um produto
do produto, previnem ou reduzem os danos ao produto, oferece praticidade de uso
para o consumidor (abertura mais fácil, medidor de gramas), reduzem ou eliminam os
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riscos de adulteração, reduz a perecibilidade e reduzem os custos de produção.
Embalagens podem ser destacadas por fatores como: boas propriedades de mercado,
preços acessíveis, viabilidade técnica, adequada para contato com alimentos,
possibilidade de reciclagem ou reutilização oferecendo um menor impacto ambiental
(SILVA, 2009).
Os fatores que influenciam o mercado de embalagem ao mesmo tempo geram
mudanças no comportamento habitual de consumo. Os desafios que surgem de
acordo com as inovações no âmbito de embalagens podem gerar novos mercados de
atuação para as empresas que as produzem. O Brasil Pack Trend 2020 foi um projeto
com intuito de facilitar as etapas de avaliação das inovações que estão ocorrendo na
indústria de embalagem. Com a avaliação de relatórios inclusos no projeto, identificou-
se que cinco grupos podem influenciar diretamente nas novas tendência de consumo,
determinados macrotendências. As cinco macrotendências seriam: Conveniência e
Simplicidade, Estética e Identidade, Qualidade e Novas Tecnologias, Sustentabilidade
e Ética, Segurança e Assuntos Regulatórios (SARANTOPOULOS, 2012).
O segmento de segurança impulsionou a indústria de embalagens a criar uma
embalagem com maior tempo de prateleira e corrigir erros que ocorriam em
embalagens comuns. Primeiro surgiram as embalagens ativas, que tinham a
propriedade de interagir com o alimento, aumentando o tempo de prateleira dos
alimentos nela contido. Em seguida foram desenvolvidas as embalagens inteligentes,
capazes de monitorar o interior da embalagem e transmitir ao consumidor as
condições em que se encontra o alimento envasado. (FERREIRA,2012; SOUSA,
2012).
Para DEIMLING (2014) a embalagem de um alimento deve proteger o produto
final desde seu confinamento até as mãos do consumidor, apresentando praticidade,
resistência, adequada para o tipo de alimento, já que a aparência da embalagem é
responsável por atrair o consumidor a adquirir o produto. Consequentemente a
imagem de uma empresa pode ser arruinada, quando ocorrem falhas na produção ou
transporte, podendo comprometer a estrutura do produto e gerar riscos à saúde como:
Transmissão de doenças e bactérias, causadas pela presença de insetos ou
animais sinantrópicos que são atraídos pela olência dos alimentos liberadas
devido a fissuras na embalagem;
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Crescimento de fungos e bactérias patogênicas causadas pela presença de micro
furos na estrutura da embalagem;
Oxidação devido a exposição de raios luminosos, causados pelo armazenamento
inadequado;
Retenção de água, favorecendo crescimento microbiano;
Escurecimento enzimático do alimento, causado pela oxidação de pigmentos.
Para evitar tais problemas, a Lei n. 9782/99, atribui à ANVISA a função de
regulamentar, fiscalizar e controlar os produtos e serviços que possam apresentar
riscos à saúde pública. Esta atribuição também é aplicada as embalagens e também
as instalações físicas e ferramentas utilizadas no processo de fabricação e
comercialização de uma embalagem (BRASIL, 2001).
1.5 Legislação
A legislação sanitária divide as resoluções de acordo com o tipo de material utilizado
em uma embalagem tais como: plástico, celulósico, metálico, vidro, têxtil e
elastomérico, sendo que estas devem atender primeiro a resolução - RDC nº 91, de
11 de maio de 2001, a qual define os critérios gerais para embalagens e materiais
em contato com alimentos. As resoluções da ANVISA são compatíveis no Mercado
Comum do Sul (MERCOSUL), portanto qualquer tipo de alteração nas mesmas,
requer discussão e consenso no seu âmbito de aplicação. Para a definição destas
normas, o MERCOSUL se baseou nas condições impostas pela Food and Drugs
Adiministration (FDA) e Instituto Alemão de Avaliação de Risco o Bundesinstitut für
Risikobewertung (BfR), além de outras fontes (BRASIL, 2001).
As embalagens comuns têm como principal função separar o alimento do
ambiente exterior da mesma, contudo, nas últimas décadas, diversos conceito tem
sido levado em consideração, o consumidor tornou-se cada vez mais exigente ao
selecionar produtos que apresentem melhor qualidade e aparência. A partir da
necessidade de aumentar o tempo de prateleira e gerar confiança ao consumidor e
melhorar as características dos alimentos, as indústrias vêm desenvolvendo
embalagens que possam interagir com o alimento de forma favorável. Sendo assim
foram desenvolvidas as embalagens ativas e inteligentes desenvolveu outro tipo de
embalagem que também atua no acondicionamento do produto, este, porém não tem
20
a função de interagir com o alimento, e sim monitorar as condições e transmitir ao
consumidor informações a respeito das condições em que um alimento se encontra
ou seu ambiente
1.6 Embalagens ativas
As embalagens ativas, possuem sistemas que além de proteger o alimento,
interferem no acondicionamento doas alimentos, melhorando a segurança,
aumentando a vida de prateleira e ainda promovem alterações favoráveis nos
aspectos sensoriais do produto. Para isso são usados sistemas de incorporação de
ingredientes ao produto, ou materiais ativos na produção da embalagem. Nesta
classificação podemos destacar os filmes antimicrobiano, absorvedores de oxigênio,
absorvedores de etileno, reguladores de umidade, absorvedores de odor e sabor,
incorporadoras de enzima lactase, entre outras.
1.6.1 Sistemas Antimicrobianos
Os sistemas antimicrobianos consistem na adição de substâncias
antimicrobiana incorporadas (quando o agente microbiano migra para o alimento) ou
imobilizadas (quando o agente microbiano atua somente sobre a superfície do
alimento) na estrutura polimérica da embalagem. Dentro deste contexto, também se
utilizam sachês com a mesma função no interior da embalagem, ao invés de alterar a
estrutura da embalagem que envolve o alimento (SOARES et al, 2009). No Quadro 2,
estão representados os principais compostos com ação antimicrobiana.
Quadro 2 – Principais compostos utilizados em embalagens antimicrobianas
Classe Exemplos de antimicrobianos
Ácidos Orgânicos Ácido acético, ácido benzólico, ácido
málico,ácido propiônico, ácido tartárico.
Sais de ácidos Benzonato de sódio, benzonato de potássio,
sorbato de potássio, Acetato de sódio
Anidrido de acido Anidrido benzoico, anidrido sórbico
Ácidos graxos Ácido láurico, ácido palmitolêico
Fonte: FERREIRA, 2012 Continua.
21
Quadro 2 – Principais compostos utilizados em embalagens antimicrobianas
(continuação)
Agentes quelantes
EDTA, citrato
Metais Prata, cobre, zircônio
Extrato de plantas Extrato de semente de uva, óleo de orégano
Enzimas Nisina, lisozima
Fonte: Ferreira, 2012
A vantagem de utilizar os sistemas antimicrobiano em alimentos é reduzir a
quantidade de conservantes utilizados para o mesmo fim. Observa-se que na
população atual, o consumidor procura cada vez mais alimentos minimamente
processados e livres de conservantes. Devido ao constante contato com o alimento,
a utilização de compostos por incorporação fica limitado já que o mesmo não pode
deixar resíduos no alimento ou causar algum tipo de contaminação (BRAGA e
PERES, 2010).
Em um estudo realizado na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP),
comprovou que a utilização de filmes com atividades microbianas comprovou que
estes invólucros podem chegar as prateleiras mais rápido que se imagina. No estudo
em questão, os autores adicionaram à uma placa com gel de Agar três tipos de
bactérias que são comuns em queijos (Debaromyces hansentt, Pennicilium commune
e Pennicilium roqueforti), comprovaram que filmes de algianato e quitosona contendo
o composto antimicrobiano Natamicina mostrou-se eficaz na inibição do crescimento
microbiano (SILVA e col., 2009).
A amostra que utilizou o filme antimicrobiano, observa-se que há a formação
de um anel protegido ao redor da amostra e os microrganismos se mantiveram na
extremidade da placa sem entrar em contato com o filme (Figura 1).
Figura 1 - Teste de difusão em agar. Placas inoculadas contendo amostra de queijo
com três tipos de microorganismos em uma placa sem filme (a) e outra com filme
microbiano (b).
22
Extraído de: SILVA e col., 2009
1.6.2 Absorvedores de etileno
No caso da utilização de embalagens ativas em alimentos in natura, destaca-
se as embalagens absorvedoras de etileno. O etileno é um gás presente em alimentos
de origem vegetal cuja liberação deste gás causa o amadurecimento do vegetal além
de propiciar o desenvolvimento microbiológico. A função das embalagens
absorvedoras de etileno é justamente absorver este gás liberado pelos vegetais e
oxida-los inibindo o processo de amadurecimento e prolongando a vida de prateleira
do produto. Para isso utiliza-se compostos como permanganato de potássio (KMnO4),
KMnO4 -amargosite, cuja função é interromper o ciclo de etileno nos vegetais, além
de fórmulas industriais desenvolvidas por empresas como Green Keeper®, Frubel® e
Cycocel® (YAMASHITA et al, 2006).
O etileno é produzido a partir da sintetização do aminoácido metionina, a metionina é
convertida em S-adenosil-L-metionina (SAM) que é catalisada pela SAM-sintetase
formando 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico (ACC). A enzima ACC-oxidase
catalisa a enzima ACC formando etileno (LÓPEZ, 2014).
Para LÓPES (2014) vários tipos de compostos utilizados como absorvedores
de etileno em produtos de pós colheita e concluiu Aminoetoxi-Vinil-Glicina (AVG) e
também o Ácido aminooxiacético (AOA), inibem a formação da enzima ACC,
diminuindo a produção de etileno, entretanto, os mesmos compostos não podem inibir
23
o efeito do etileno presente no ambiente. A utilização de íon Prata (Ag2+), é outro
composto que foi estudado, este composto substitui o Cobre (Cu) presente nos
receptores de etileno e interferindo nos sinais induzidos por etileno, reduzindo o
processo de maturação do alimento. Entretanto, além do custo, a utilização Ag2+ é
limitada devido a sua toxicidade.
AMARANTE E STEFFENS (2009), realizaram um estudo utilizando sachês
absorvedores de etileno contendo permanganato de potássio (KMnO4), e constatou a
sua eficácia no retardo do amadurecimento em maçãs Royal Gala (Malus domestica
Borkh) tanto sob temperatura de refrigeração como em temperatura ambiente, sendo
que em temperatura ambiente, apresentou um estágio de maturação menos avançado
do que os armazenados em temperatura de refrigeração.
1.6.3 Absorvedores de oxigênio
As embalagens absorvedoras de oxigênio, compreende em utilização de
sachês cuja a estrutura é feita com material que permite a passagem do ar. Estes
sachês são compostos por substância facilmente oxidáveis, como Pós de ferro, ácido
ascórbico, compostos organometálicos, glicose-oxidase, etanol-oxidase, entre outros
(BRAGA e PERES, 2010).
A capacidade de absorção de cada sachê pode variar de 20 à 2000ml do
oxigênio da superfície interna da embalagem. Este tipo de sachê pode reduzir os
níveis de oxigênio para menos que 0,01% do oxigênio total interno em um tempo que
estima de 1 a 4 dias, armazenado em temperatura ambiente, entretanto, em ambiente
seco é necessário adicionar também um composto que absorva umidade, produzindo
assim uma ação eletrolítica, capaz de ativar o absorvedor de oxigênio (CRUZ,
SOARES E GILDA, 2008).
Esta tecnologia mostrou-se eficiente na proteção de alimentos de crescimento
microbiológico e degradação dos alimentos, além de prevenir os danos causados por
insetos. Para a utilização desta tecnologia, é importante que os componentes
utilizados no interior do sachê sejam de material e quantidade aprovadas pelas
agências reguladoras de cada país. Além disso, os sachês devem ser seguros, fáceis
de manipular, compactos, absorver grandes quantidades de oxigênio, possuir uma
velocidade de absorção adequada, não deve produzir substâncias toxicas ou emitir
24
gases e maus cheiros, e ter um preço economicamente viável (SMITH, HOSHINO E
ABE, 1995). A tabela abaixo indica marcas comercializadas de absorvedores de o2
Tabela 1 - Absorvedores de O2 encontrados no mercado e seus respectivos
produtores.
Forma
Nome Comercial Companhia
Cartão Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co.
(Japão)
“Liners” (vedantes) para
tampas
Darex® Grace Performance Chemical (EUA)
PureSeal® Advanced Oxygen Technologies Inc. (EUA)
Smartcap® Advanced Oxygen Technologies Inc. (EUA)
Filmes Bioka® Bioka Ltd (Finlândia)
OS2000® Sealed Air Corporation (EUA)
ZERO2TM CSIRO and VisyPak (Austrália)
Etiquetas Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. (Japão)
FreshMax® Multisorb Technologies Inc. (EUA)
ATCO® Standa industrie (França)
Sachês Ageless® Mitsubishi Gas Chemical Co. (Japão)
Bioka® Bioka Ltd (Finlândia)
Freshilizer® Toppan Printing Co. (Japão)
Oxysorb® Pillsbury Co. (EUA)
Vitalon®2 Toagosei Chemical Co. (Japão)
Fonte: Extraído de IURA, 2012
Segundo ABBOTT (2002), ciado por CRUZ, SOARES E GILDA (2008), a
utilização de sachês absorvedores de oxigênio são mais eficazes na redução de
oxigênio pois podem reduzi-lo a <0,01%, enquanto que os sistemas mais tradicionais
como atmosfera modificada, vácuo ou substituição de atmosfera interna por gás
inerte, que representam 0,03% a 3% do oxigênio interno da embalagem.
25
Nakamura e Hoshino (1983) citado por SOARES, et all (2012) verificaram que
o uso de sachês absorvedores de oxigênio estendeu a vida de prateleira de pães em
pelo menos 10 vezes, e três vezes a de massas de pizza.
Um outro método utiliza embalagens fabricadas com enzimas oxidativas na
superfície de polímeros para controlar o teor de oxigênio dentro da embalagem. Os
substratos mais utilizados são o polipropileno (PP) e o polietileno (PE). A imobilização
das partículas é feita por processos como adsorção e encapsulamento. Dentre as
enzimas utilizadas no processo de absorção de oxigênio, destaca-se a glicose oxidase
e a etanol oxidase. Há ainda outras técnicas como o uso de discos de filme etil
celulose, que utiliza no filme um composto fotossensível e um recipiente de oxigênio,
como a reação entre o oxigênio e o ferro é muito lenta, porém a excitação do oxigênio
para formar o oxigênio singlete, a absorção ocorre mais rápido (SOARES, et all, 2012).
1.6.4 Absorvedores de umidade
Os absorvedores de umidade são embalagens ativas que vêm sendo usada
por muitas empresas. A fabricação desses sistemas é em forma de sachets contendo
argila ativa, sílica gel, óxido de cálcio e outros minerais para absorver umidade no
interior da embalagem (DOBRUCKA e CIERPISZEWSKI, 2014).
Atualmente, duas linhas de absorvedores de umidade estão em destaque, a
primeira busca reduzir o teor de umidade na superfície ao redor de alimentos secos,
resultado obtido por meio de absorvedores de umidade (Dessecantes). O segundo
tem por objetivo diminuir a umidade relativa acima de 75% ao redor do alimento em
frutas e carnes, por meio de reguladores de umidade ou absorvedores líquidos, tendo
em vista a umidade exsudada dos alimentos. A CSP Technologies utiliza um sistema
no qual sílica gel, argila ou outro dessecante é incorporado ao polímero (hidrofóbico)
junto com um formador de agente de canais microscópico (hidrofílico) na estrutura
sólida da embalagem que tem a função de facilitar a difusão de substâncias como a
água, através do polímero. Os absorvedores de líquidos utilizam um polímero
superabsorvente (poliacrilato, fibras de carboximetilcelulose ou copolímeros de
amido) localizado no meio de dois filmes plásticos com microperfurações
(SARANTOPOULOS e REGO, 2012).
26
1.6.5 Embalagens com atmosfera modificada
A tecnologia da embalagem por atmosfera modificada (EAM), consiste em
métodos utilizados para alterar o meio em que o alimento se encontra. Desde 1882,
observa-se que a presença de CO2 aumenta o tempo de prateleira de carnes
vermelhas. 90% das carnes enlatadas nos Estados Unidos da América (EUA) utilizam
o sistema a vácuo, no Reino Unido, 95% das massas frescas utilizam o sistema de
atmosfera modificada como armazenamento. Não se chegou à um consenso de qual
é método mais eficaz para atingir maiores níveis de CO2 e menores níveis de O2. (JAY,
2005).
Este sistema consiste em substituir o ar no interior da embalagem, por uma
mistura de gases ao seu redor, normalmente utiliza-se O2, CO2 e nitrogênio (N). Este
modelo de embalagem tem a finalidade de retardar o crescimento de micro-
organismos patogênicos em contato com o alimento pela diminuição de O2 presente
aplicar CO2 a níveis elevados (MANTILLA, 2010).
A atmosfera ao redor do produto pode ser modificada de forma ativa ou passiva,
sendo que na passiva o produto é embalado em condições de ar normal e selada com
filme permeável, a atmosfera do produto vai ser alterada de acordo com a taxa de
respiração do produto consumindo o O2 e emitindo CO2. A permeabilidade do filme,
estabelece o equilíbrio entre o meio externo e o interno, preservando a qualidade do
produto embalado. Na forma ativa, antes da selagem do produto, injeta-se uma
mistura de gases sob concentração regulada, isso faz com que haja um controle na
taxa de respiração dos produtos, preservando o alimento e retardando o
desenvolvimento de micro-organismos (OLIVEIRA e SANTOS, 2012).
Existem controversas a respeito da Embalagem com Atmosfera Controlada
(EAC), muito acreditam ser a mesma que que a EAM. Entretanto algumas diferenças
são encontradas quanto a estes dois métodos. Em EAM a composição gasosa durante
o armazenamento pode variar durante seu armazenamento, na EAC a composição
gasosa interna permanece inalterada durante a estocagem. As EAM de alto ou baixo
teor de O2 utilizam embalagens plásticas de alta barreira, A EAC por sua vez necessita
de embalagens de vidro, de metal ou laminados de alumínio para que seja alcançado
a total impermeabilidade dos gases presentes. Os dois tipos de armazenamentos
alteram as concentrações de CO2 e O2 de formas diferentes (JAY, 2005).
27
O uso de Atmosfera Controlada é comum no transporte DE bananas da américa
central para a América do Norte e Europa, a utilização dessa tecnologia permite
manter por mais tempo a coloração verde da casca de certos frutos, maior teor de
sólidos, mais firmeza da polpa e retardamento da taxa respiratória. Em um
experimento conduzido com atmosfera modificada e atmosfera controlada, constatou-
se que na presença de um sache absorvedor de etileno, as duas formas de
armazenamento mostraram-se eficazes na qualidade da banana prata, isso por que a
ação de CO2 combinado com absorvedores de etileno promoveram um efeito melhor.
Concluiu-se neste estudo que bananas do tipo prata podem ser armazenadas por 14
dias à 25ºC e 21 dias à 12ºC em atmosfera modificada. O armazenamento destes
mesmo frutos à 12ºC em atmosfera controlada permite que os frutos sejam
armazenados durante 28 dias (BRACKMANN, 2006).
1.6.6 Embalagem a vácuo
As embalagens a vácuo impedem que o alimento entre em contato com o meio
externo, A principal vantagem deste método é oferecer uma barreira à passagem do
oxigênio, gerada pela poliamida coextrusada na embalagem (MERGEN, 2004).
A vida de prateleira pode ser estendida em carnes embaladas à vácuo, devido
as alterações realizadas na flora microbiológica. Um ambiente sem O2 é produzido se
as embalagens forem constituídas por um material com baixa permeabilidade às
moléculas de O2. A embalagem a base de vácuo permite que a carne seja preservada
in natura em um ambiente praticamente anaeróbio. A anaerobiose pode inibir o
crescimento microbiano devido as baixas condições de pH ou em pH neutro na
camada de gordura. Por essa razão cortes primários de bovinos podem aumentar o
tempo de prateleira em até cinco vezes, devido a anaerobiose aliada ao baixo pH dos
tecidos primários (OLIVEIRA,2015).
1.6.7 Embalagem absorvedora de odor e sabor
Poucas embalagens têm sido comercializadas com a função ativa de inibir
sabores e odores indesejáveis (KRUIJF,2002).
Absorvedores de odor e sabor são sistemas com a capacidade de absorver
componentes gasosos indesejáveis que são gerados no momento da embalagem do
alimento como: componentes estruturais voláteis da embalagem, metabólitos gerados
28
pela composição química do alimento, metabólitos provenientes de seres
microbiológicos, respiração celular de alimentos, entre outros. A absorção é um
evento caraterizado pela transferência de massa e ocorre por que a estrutura do
material absorvedor de sabores indesejáveis é permeável aos gases emitidos.
Normalmente são constituídos
O sabor amargo encontrado em sucos de origem cítrica pode ser atribuído à
presença de duas classes de compostos, os limonoides e os flavonoides. Na classe
dos limonóides encontram-se a limonina, ácido obacunoico, nomilina, ichangina, ácido
desoxilimonoico e ácido nomilínico. Na categoria dos flavonídes, encontra-se a
naringina e o ácido nomilínico. A limonina e as naringinas são os principais
responsáveis por produzir sabores indesejáveis (ROSA et al, 2011).
Estudos realizados por SOARES e HOTCHKISS (1998), reduziram a ação da
limonina e naringina em suco de toranja neutralizando as enzimas pelo uso de acetato
de celulose. Para ROONEY, 1995 a aplicabilidade dos absorvedores de odor pode ser
estendida em peixes, após constatar que a ação do ácido cítrico e ácido ascórbicos
presentes em sachets, reagem com as aminas formadas na musculatura dos peixes
resultado da quebra de sua proteína, neutralizando a sua ação. (KRUIJF,2002).
1.6.8 Incorporadoras de enzima lactase
A lactose é um dissacarídeo formado a partir de dois monossacarídeos,
galactose e glicose, para que seja realizada a completa digestão deste dissacarídeo,
são necessárias duas enzimas, a amilase salivar e a enzima lactase, após a quebra
do dissacarídeo, o resultado dessa reação é absorvido no intestino delgado, em
seguida são direcionadas para a corrente sistêmica. A intolerância a lactose é definida
pela ausência da produção da enzima lactase que é responsável por fazer a hidrólise
da lactose. O consumo de alimentos derivados do leite, pode se tornar um caso grave
para indivíduos com intolerância a lactose, podendo apresentar quadros clínicos de
desconforto abdominal, flatulência e quadros diarreicos (FERNANDES, 2015).
Estima-se que 70% da população apresente algum desses sintomas após
ingerir leite de vaca, no Japão e países do continente africano grande parte da
população com faixa etária acima dos 80 anos apresenta algum grau de intolerância
a lactose (CASAGRANDE, 2015). Devido a estas manifestações muitos indivíduos
29
passam a excluir o leite da dieta e deixam de receber outros nutrientes importantes
que estão neste alimento como cálcio, vitaminas e outros minerais (PEREIRA et al,
2012).
Os desconfortos gerados pela ingestão de lactose por indivíduos com
intolerância a lactose acontecem em diferentes sistemas conforme Quadro 2.
Quadro 3 – Desconfortos gerados pelo consumo de lactose por indivíduos
intolerantes a lactose.
Sistema Gastrointestinal
Sistema Respiratório Olhos
Cólica Vômito Diarréia
Sangue nas fezes Constipação
Gases Colite
Náusea
Nariz escorrendo Espirros Tosse Asma
Congestão Bronquite
Coceira no nariz Sintomas de gripe
Respiração pela boca Respiração difícil
Olhos lacrimejantes Olhos vermelhos Círculos escuros
Coceira Conjuntivite
Sistema Nervoso Central
Pele Outros sintomas
Irritabilidade Perda de sono
Tontura prolongada Cansaço
Eczema Dermatite Urticária
Vermelhidão Vermelhidão no reto
Coceira Inchamento dos lábios, boca, língua
e garganta
Infeção no ouvido Perda de peso
Suar em excesso Baixo rendimento
escolar Dificuldade de
convivência Depressão
Choque anafilático
Extraído de Brandão,2003
Nesse cenário, CUNHA et al (2007) desenvolveram um filme incorporado por
enzima lactase, que ao migrar para o alimento produziu a hidrólise da lactose e
reduziu significativamente o teor de lactose em leites de bovinos. Foram utilizados
filmes de 100 cm² incorporados com 0,1mL; 1mL e 1,5mL de enzima lactase. Os
filmes produzidos com 0,1mL de enzima não foram suficientes para realizar a
hidrólise pois continuar presas ao polímero do filme. A produção do mesmo filme na
concentração de 1mL e 1,5mL reduziram em 78% e 85% de lactose respectivamente,
30
ambas na temperatura de 7ºC. Na temperatura de 25ºC a redução foi de 92% para
a concentração de 1mL de enzima e 100% na concentração de 1,5mL de enzima
lactase.
Na Tabela 2 a seguir é possível identificar a quantidade de enzima que migrou
para o alimento em diferentes concentrações de enzima lactase.
Tabela 2 – Percentual de migração da enzima lactase de um filme para o
alimento, em diferentes concentrações após 14 dias.
Filme Enzima
incorporada (mg)
no filme de 50 cm²
Enzima (mg)
migrada
Migração de lactase
(%)
I 42,4 11,2 26,52
II 50,4 10,19 20,22
III 54,4 10,37 19,06
Média 21,94
Adaptado de CUNHA et al, 2007
Com base nesses dados, o filme incorporador de enzima lactase, é uma
excelente alternativa para obtenção de produtos sem lactose, a utilização deste filme
dispensa a necessidade da indústria em investir em duas linhas de produção pois o
acondicionamento do leite é o que determinará se o produto será com ou sem lactose.
Este tipo de filme também torna viável o consumo de leite e outros derivados por
indivíduos que sofrem de deficiência de enzima lactase e, muitas vezes são privados
de ingerir tais produtos (CUNHA et al, 2007).
1.7 Embalagens inteligentes
As embalagens inteligentes têm a função de monitorar e indicar ao consumidor
as condições de armazenamento de um alimento que está no interior da embalagem,
transmite informações que permitam rastrear produtos que não estão adequados para
o consumo, utilizando reações enzimáticas, químicas, imunoquímicas e até mesmo
mecânicas para o consumidor por meio de sensores, indicadores ou transmissores
31
As embalagens inteligentes mais comuns são: indicadores de tempo versus
temperatura, teores de O2 e CO2, deterioração da embalagem, frescor e
amadurecimento de produtos de hortifrúti ou agrícolas, presença de toxinas ou
agentes patogênicos (SOARES, 2012).
1.7.1 Indicadores de tempo e temperatura
A temperatura é um grande tem grande influência na deterioração física,
química, além de favorecer o crescimento microbiano em alimentos. O
acondicionamento de um produto em temperaturas não-ideais reduz drasticamente a
vida de prateleira de produtos perecíveis. A preocupação com monitorar o tempo e
temperatura de alimentos impulsionou o desenvolvimento de diversas embalagens
com indicadores integrados a embalagem (SOARES et al, 2009).
Os sistemas indicadores de tempo e temperatura podem ser classificados em
dois grupos. O primeiro grupo utiliza a migração de corantes para material poroso que
varia de acordo com a temperatura armazenada e o tempo de armazenagem. O
segundo grupo indica a validade do produto por meio de reações químicas quando
que alteram a cor de etiquetas que estão em contato com o produto (ARENAS, 2012).
MACIEL (2012), desenvolveu um indicador colorimétrico de temperatura
utilizando Clorofila incorporado na matriz de um filme de quitosona, pois é um polímero
que oferece barreira ao oxigênio além de ser uma alternativa aos polímeros sintéticos.
A concentração de 0,25g de clorofila na suspensão de 2,00g deu origem a um filme
que foi batizado de Filme Inteligente de Quitosona (FIQ). Em seguida adicionou-se a
concentração em uma superfície de papel cartão originando o Sistema Filme Papel
(SFP), caracterizado pela homogeneidade, flexibilidade e coloração esverdeada.
Após submeter o SFP em temperaturas variando de 0ºC a 75ºC e em luminosidade
de 0 ,500 e 1000lx (lux), constatou-se que a exposição a luz não influenciou na
variação de cor do filme. Entretanto na faixa de exposição de 50ºC a 75ºC observou-
se que a coloração verde original tendeu para a coloração amarelada. O sistema
mostrou-se eficiente como indicador colorimétrico, pois no Brasil, o transporte de
alimentos é predominantemente realizado pelo uso transporte rodoviário, assim caso
as condições de temperatura no interior de caminhão não estejam adequadas, o filme
facilmente indicará ao consumidor tal fato, caso a temperatura atinja 50ºC ou superior.
32
Para KREYENSCHMIDT et al (2010), citado por BRIZZIO e PETINCE (2014),
o OnVu™ tipo I (Ciba Specialty Chemicals e Freshpoint, Basel, Suíça, patente
WO/2006/048412), é um indicador de tempo e temperatura irreversível que funciona
por meio de reação fotocrômica em estado sólido, pode ser aplicado em alimentos
armazenados sob temperatura de resfriamento (0ºC – 4ºC). Utiliza-se cristais
fotocrômicos a base de pigmentos que compõe a tinta inteligente do ITT (Indicador
de Tempo e Temperatura). A sua ativação se dá por meio da exposição a raios
ultravioleta que faz com que mude para a coloração azul. Após a sua ativação de
acordo com as condições de tempo e temperatura a coloração azulada passa para o
estado incolor. Os autores alertam que as condições de temperatura influenciam no
resultado e a coloração da etiqueta está diretamente ligada ao tempo de exposição
aos raios ultravioleta, sendo necessário conhecer a validade do alimento antes.
1.7.2 Biossensores indicadores de pH
A tecnologia no desenvolvimento de biossensores tem sido alvo de grande
expectativa na área de embalagens inteligentes, tal tecnologia tem a capacidade de
analisar matrizes complexas e transmitir ao consumidor a respeito da mudança de pH.
Os chamados nanosensores utilizam sistemas químicos e bioquímicos de alta
sensibilidade as alterações decorrentes de presença física ou química em alimentos.
Juntando-se o estímulo-resposta dos polímeros com as reações biológicas que
ocorrem nas interfaces, por meio de nano biossensores cria-se a chamada
biointerface. As biointerfaces utilizam polímeros escovas combinadas com um sistema
biológico, basicamente utiliza-se filmes finos poliméricos como um meio econômico
de transdução. Esses filmes são materiais com propriedades físico-químicas sensíveis
ao estímulo externo como temperatura, ph, composição química, etc junto com um
analito. O estímulo a esses filmes alteram a sua permeabilidade ao ar, dilatando ou
contraindo o filme de acordo com estímulo externo (ANTONIO, 2012). Na figura 2,
podemos ver como o filme reage ao estímulo de mudança de pH.
33
Figura 2 – Alteração na superfície do polímero, conforme estímulo de mudança de
pH.
Fonte: ANTONIO, 2012
1.7.3 Indicadores de qualidade, frescor
Para RAITHATHA (2009), citado por SARANTOPOULOS e REGO(2012) os
indicadores de frescor, maturação e qualidade, agem de forma semelhante aos
indicadores de tempo e temperatura (TTI), porém a sua função é medir a qualidade
do produto, relacionada com crescimento microbiano e reações químicas e
bioquímicas de um alimento. Não são encontradas na literatura indicadores de frescor,
pois sua ação é limitada devido ao custo, facilidade de aplicação e por não atenderem
algumas exigências sanitárias previstas em lei para embalagens em contato com os
alimentos. A empresa To-Genkyo, desenvolveu uma embalagem indicadora de frescor
com uma etiqueta cuja coloração muda conforme ela reage com a amônia, liberada
no processo de degradação da carne na presença de agentes microbiológicos
deterioradores. Quando a etiqueta muda de coloração, o código de barras fica ilegível,
neutralizando o sistema de escaneamento e impedindo a venda do produto.
A etiqueta possui formato de ampulheta para que o consumidor entenda qual a
função da etiqueta conforme Figura 3.
34
Figura 3 – Etiqueta indicadora de frescor produzida pela empresa To-Genkyo,
aplicada em carnes embaladas.
Fonte: To-Genkyo
1.7.4 Indicadores de microorganismos patogênicos e toxinas
Reconhece-se que as autoridades sanitárias têm tecnologia suficiente para
detectar as causas de uma possível contaminação, entretanto existe a necessidade
de evitar surtos de contaminação. A necessidade de identificar microorganismos e
toxinas em tempo real tem impulsionado pesquisadores a estudar os biossensores na
indústria de embalagens. Pesquisadores indicam que a identificação colorimétrica é a
mais conveniente para identificar microorganismos e toxinas. Algumas tecnologias
foram criadas como a Toxin Guard (EUA), que utiliza anticorpos integrados a filmes
plásticos para detectar agentes etiológicos, e o SIRA Technologies, que usa um
biossensor acoplado ao código de barras (SOARES et al, 2009).
1.7.5 Indicadores de oxigênio e sulfeto de hidrogênio
Há um interesse grande em desenvolver sensores de oxigênio não tóxicos e
irreversíveis pois o oxigênio é fundamental para o desenvolvimento de bactéria
aeróbicas. Estes sensores poderiam ser usados principalmente em sistemas a vácuo,
35
podendo identificar quando a estrutura da embalagem foi comprometida (ARENAS,
2012).
LEE, et al (2002), citado por ARENAS (2012), desenvolveram um indicador de
oxigênio UV-ativado. Basicamente, utilizam-se nanopartículas de dióxido de titânio
(TIO2) para fotossintetizar a redução de corante azul de metileno para trietonolamina,
encapsulado no polímero. A ativação se dá por exposição UV que faz com que o
sensor permaneça na coloração branca. Quando o sensor entra em contato com o
oxigênio, a reação com o corante faz com que o sensor passe para a coloração azul.
Além destes sensores, um método desenvolvido para carnes avícolas avalia as
condições de atmosfera modificada as carnes de aves foram embaladas. Durante a
deterioração da carne de ave, ocorre a liberação de sulfeto de hidrogênio, o indicador
correlaciona a cor da mioglobina com a deterioração da carne.
36
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Revisar a literatura referente a embalagens ativas e inteligentes
2.2 Objetivos Específicos
Verificar tipos de embalagens ativas existentes no mercado e a sua contribuição
no prolongamento de vida de prateleira;
Conhecer mais sobre embalagens inteligentes, verificar suas funções e marcas
disponíveis no mundo.
Esclarecer a diferença entre embalagens ativas e inteligentes, tendo em vista que
há uma crença de que ambas são ativas.
3. Materiais E Métodos
O levantamento bibliográfico foi realizado entre julho de 2015 a novembro de
2015, um grande acervo bibliográfico que leva em consideração novas tecnologias no
campo de embalagens. Usando como base de dados as bibliotecas virtuais
comoLILACS, BIREME e SCIELO obteve-se teses de mestrado, doutorado e
trabalhos de pós-graduação. Também foram consultados o Projeto Brasil Pack 2020,
que visa informar as tendências de embalagens que poderão se tornar mais comum
futuramente. Foram consultados livros técnicos, revistas técnicas que abordam o tema
como Revista CERES para entender melhor o crescimento microbiano e e as
embalagens que já estão sendo usadas para evitar a presença de microrganismos
patógenos, tal como as embalagens a vácuo que inibe o crescimento microbiano
aeróbico.
37
4. Considerações finais
IURA (2012), teve uma ideia semelhante, reunir informações a respeito de
diferentes formas de acondicionamento o que implica as embalagens. Entretanto na
revisão que os autores realizaram, deram importância somente as embalagens ativas,
sendo que as embalagens inteligentes já são realidade em alguns países e possuem
métodos eficaz e muitas vezes é de baixo custo.
SARANTOPOULOS e REGO (2012), reuniu informações a respeito das
tendências de embalagens num projeto chamado Brasil Pack 2020, entre os temas
abordados, fala-se a respeito de nanossensores e biosensores, embalagens ativas,
embalagens inteligentes, embalagens sustentáveis, embalagens antifurto e
embalagens que apresentam praticidade. O nosso objetivo foi reunir informações
sobre diferentes formas de acondicionamento, visando a segurança alimentar e
extensão de tempo de prateleira como forma de reduzir os desperdícios, portanto
embalagens sustentáveis, ou de praticidade não cabem neste estudo.
Dentro das informações que reunimos, levamos em consideração o trabalho de
CUNHA, et al (2007), que desenvolveram uma embalagem incorporadora de lactase,
após longa procura, não foram identificados trabalhos como este, ou referenciado em
outros trabalhos. Acreditamos que este trabalho possa se tornar uma novidade
benéfica nas prateleiras, pois reduz o custo de produção de leite e seus derivados
sem lactose, pois atualmente a indústria divide em dois processos, e a embalagem
dispensaria a necessidade de dois processos.
BRAGA E PERES (2010), realizaram uma revisão que aborda o tema de
embalagens inteligentes e embalagens ativas, reuniu informações de empresas que
produzem as embalagens ativas para ter uma proporção global do comércio deste tipo
de embalagem, porém na revisão não consta marcas de absorvedores de etileno, o
que fez com que esta revisão tivesse esse diferencial, além de abordar tipos de
embalagem diferentes das encontradas pelos autores, esta revisão reuniu
informações de absorvedores de etileno comercializados, que já são utilizados no
Brasil inclusive.
38
5. Conclusão
Conclui-se, portanto, que esta revisão tem potencial para se tornar fonte de
pesquisa para a indústria de alimentos que procuram inovações no setor de
embalagem. O termo embalagem ativa e embalagem inteligente ainda é pouco
conhecido pelos consumidores e mesmo os que já conhecem os termos, acabam
concluindo que ambas embalagens são ativas, sendo que embalagens ativas tem a
função de interagir com o alimento para melhorar seus aspectos sensoriais e as
embalagens ativas monitoram e transmitem em tempo real a situação do produto
armazenado em diversos aspectos. Algumas embalagens já são realidade no Brasil,
como os de atmosfera modificada, embalagem a vácuo e absorvedores de etileno.
Pesquisadores brasileiros têm demonstrado grande interesse pelo assunto,
desenvolvendo suas próprias embalagens como a incorporadora de enzima lactase
para indivíduos intolerantes a lactose e as indicadoras de mudança de pH cuja
coloração muda conforme o pH tende a tornar-se base. Espera-se que esta revisão
impulsione novas pesquisas e que as embalagens ativas e inteligentes cada vez mais
façam parte do cotidiano dos brasileiros, visando segurança ao consumidor e
prevenindo possíveis surtos.
39
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