Introdução e Objetivo
Filmes ativos são embalagens produzidas para atuar interrompendo reações oxidativas, proliferação bacteriana/fúngica, etc. no alimento. Compostos ativos são incorporados ao filme, que quando em contato com o alimento, são liberados para sua superfície, onde a maioria das reações ocorre. Filmes ativos comestíveis podem ser preparados à base de carboidratos e proteínas. Óleos essenciais, como o de canela, vêm sendo usados como alternativa à incorporação de aditivos químicos por não apresentarem toxicidade. Outro caminho promissor na formulação de filmes é a incorporação de polpas vegetais como a de chuchu (Sechium edule), que possui alto teor de carboidratos e nutrientes, agregando valor nutricional ao filme e consequentemente ao produto embalado. Neste trabalho filmes ativos comestíveis à base de pectina contendo a polpa de chuchu e óleo de canela foram formulados com um planejamento simplex-centroid para modelar o comportamento mecânico do material em função da composição da mistura.
Metodologia
Delineou-se a matriz experimental com um planejamento Simplex-Centroid (Statistica 7.0) para a mistura ternária do filme: pectina (X1), polpa de chuchu (X2) e óleo de canela (X3), considerando duas restrições: mínimo de 27% para pectina e mínimo de 18% para o óleo de canela (10 formulações). O chuchu foi triturado em liquidificador, pesado e adicionou-se 250mL de água destilada. Água destilada (250mL), Tween 80 (3,75g) e óleo de canela (Technessentia Compostos Naturais Ltda) foram homogeneizados em Ultra-Turrax a 10.000 RPM (1 min) e então a polpa de chuchu e a pectina e manteve-se a agitação por 10 min. Por fim transferiu-se a mistura para forma retangular levando-a para estufa de secagem a 40ºC por 72 horas. Dez corpos de prova (5 x 2 cm) de cada formulação foram analisados em texturomêtro (TA-XT Express, Stable Micro Systems) para obter: Resistência à Tração (MPa), Elongação na Ruptura (%) e Módulo de Young (MPa). Os dados foram modelados no software Statistica 7.0.
Resultados
Cada modelo de resposta foi avaliado quanto o ajuste aos modelos linear, quadrático e cúbico especial. Para os dados de Elongação na Ruptura (E%) o melhor resultado foi encontrado para o ajuste ao modelo cúbico especial (p = 0,041903) assim como para os dados de Resistência à Tração (RT) (p = 0,006789). O modelo para o módulo de Young (MY) não apresentou ajuste significativo a nenhum dos modelos aplicados. Em seguida os modelos de E% e RT foram ajustados com a exclusão das interações entre fatores menos significativas, com base nos resultados da ANOVA, até que um modelo com maior significância fosse obtido. No caso da E% alcançou-se 0,8402 para R2 e 0,7124 para o R2ajustado. Para a RT os valores de R2 e R2ajustado foram de 0,9598 e 0,9095 respectivamente. O modelo para E% apresentou a seguinte equação: E% = 22,4997.X1 + 3,5564.X2 + 6,9519.X3 – 28,3289.X1.X3 + 341,1169.X1.X2.X3. O modelo de RT teve a seguinte equação resultante, RT = 24,2992.X1 + 10,7916.X2 + 4,7902.X3 – 19,7060X1.X2 - 18,0880.X1.X3 – 77,6820.X1.X2.X3. Para ambos os modelos os componentes pectina, chuchu e óleo de canela apresentaram efeito positivo, sendo também mais significativo o termo referente à pectina, p = 0.001168 para E% e 0.000140 para RT. Dos efeitos combinados para E% o mais significativo foi o ternário (X1.X2.X3) com p = 0.024092. No modelo de E% a interação ternária apresentou influência positiva, porém para a RT o efeito foi inverso. A medida que a RT diminui e a E% aumenta podem ser produzidos materiais de maior ductilidade, ou ao contrário com a redução de E% e aumento da RT caracterizam-se materiais frágeis. Este resultado mostra-se de extrema importância para formulação de materiais com propriedades mecânicas específicas que podem ser previstas através dos modelos apresentados.
Considerações Finais
Os modelos matemáticos descreveram a influência da composição do filme nas respostas E% e RT adequadamente. Já o modelo para o MY não apresentou ajuste. A pectina teve influência significativa tanto na E% quanto na RT. A interação ternária mostrou comportamento inverso nas duas respostas, proporcionando características diferenciadas para os materiais formulados em função da composição. Os autores agradecem à Technessentia Compostos Naturais Ltda. pela doação do óleo de canela.