Gelatin-based polymeric films for applications in food packaging: an overview of advances, challenges, and perspectives / Filmes poliméricos à base de gelatina para aplicações em embalagens de alimentos: uma visão geral sobre avanços, desafios e perspectivas

ABSTRACT: This research carried out a bibliometric analysis and literature review on the production of gelatin-based films for application as food packaging, addressing the main advances and limitations. The search for articles was performed in the Scopus database, and bibliometric data were obtained using the Bibliometrix tool (RStudio software). It was observed that a wide variety of compounds can be incorporated into gelatin films to overcome the limitations related to their high solubility and low mechanical properties, as well as to obtain active or smart functions. Among the most reported compounds were essential oils, pigments extracted from vegetables, and other antimicrobial agents. The most reported foods as an application matrix were meat (fish, chicken, and shrimp), milk, cheese, and minimally processed fruits. Even with promising trends, the biggest challenge for large-scale applications is to obtain easily degradable biopolymers with structural and functional stability similar to synthetic polymers. Thus, a greater focus on this theme in research may favor significant advances in the use of these packages and positively impact several of the Sustainable Development Goals, as recommended by the United Nations.

RESUMO: Este estudo objetivou realizar uma análise bibliométrica e revisão de literatura acerca da produção de filmes à base de gelatina para aplicação como embalagens alimentícias, abordando os principais avanços e limitações. A busca de artigos foi realizada na base de dados da Scopus e os dados bibliométricos obtidos pela ferramenta Bibliometrix (RStudio software). Verificou-se uma grande variedade de compostos que podem ser incorporados nos filmes de gelatina, a fim de superar suas limitações relacionadas à alta solubilidade e baixas propriedades mecânicas, bem como para obtenção de funções ativas ou inteligentes. Dentre os compostos mais reportados, têm-se: óleos essenciais, pigmentos extraídos de vegetais e outros agentes antimicrobianos. Os alimentos mais reportados como matriz de aplicação foram: carnes (peixe, frango e camarão), leite, queijo e frutas, minimamente processadas. Mesmo com tendências promissoras, o maior desafio no âmbito das aplicações reais em larga escala é a obtenção de biopolímeros facilmente degradáveis, com estabilidade estrutural e funcional similar aos polímeros sintéticos. Dessa forma, o maior enfoque dessa temática em pesquisas poderá favorecer avanços significativos para o uso dessas embalagens, impactando positivamente diversos dos Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável, preconizados pela Organização das Nações Unidas.

Gelatin-based polymeric films for applications in food packaging: an overview of advances, challenges, and perspectives / Filmes poliméricos à base de gelatina para aplicações em embalagens de alimentos: uma visão geral sobre avanços, desafios e perspectivas

This research carried out a bibliometric analysis and literature review on the production of gelatin-based films for application as food packaging, addressing the main advances and limitations. The search for articles was performed in the Scopus database, and bibliometric data were obtained using the Bibliometrix tool (RStudio software). It was observed that a wide variety of compounds can be incorporated into gelatin films to overcome the limitations related to their high solubility and low mechanical properties, as well as to obtain active or smart functions. Among the most reported compounds were essential oils, pigments extracted from vegetables, and other antimicrobial agents. The most reported foods as an application matrix were meat (fish, chicken, and shrimp), milk, cheese, and minimally processed fruits. Even with promising trends, the biggest challenge for large-scale applications is to obtain easily degradable biopolymers with structural and functional stability similar to synthetic polymers. Thus, a greater focus on this theme in research may favor significant advances in the use of these packages and positively impact several of the Sustainable Development Goals, as recommended by the United Nations.

Este estudo objetivou realizar uma análise bibliométrica e revisão de literatura acerca da produção de filmes à base de gelatina para aplicação como embalagens alimentícias, abordando os principais avanços e limitações. A busca de artigos foi realizada na base de dados da Scopus e os dados bibliométricos obtidos pela ferramenta Bibliometrix (RStudio software). Verificou-se uma grande variedade de compostos que podem ser incorporados nos filmes de gelatina, a fim de superar suas limitações relacionadas à alta solubilidade e baixas propriedades mecânicas, bem como para obtenção de funções ativas ou inteligentes. Dentre os compostos mais reportados, têm-se: óleos essenciais, pigmentos extraídos de vegetais e outros agentes antimicrobianos. Os alimentos mais reportados como matriz de aplicação foram: carnes (peixe, frango e camarão), leite, queijo e frutas, minimamente processadas. Mesmo com tendências promissoras, o maior desafio no âmbito das aplicações reais em larga escala é a obtenção de biopolímeros facilmente degradáveis, com estabilidade estrutural e funcional similar aos polímeros sintéticos. Dessa forma, o maior enfoque dessa temática em pesquisas poderá favorecer avanços significativos para o uso dessas embalagens, impactando positivamente diversos dos Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável, preconizados pela Organização das Nações Unidas.

Características físico-químicas e sensoriais do queijo prato com embalagem inteligente / Physico-chemical and sensory characteristics of "prato"cheese with intelligent packaging

O objetivo da pesquisa foi comparar as características físico-químicas e sensoriais de queijos tipo prato, produzidos no Laboratório de Produtos de Origem Animal do Instituto Federal Goiano ­ Campus Rio Verde com o queijo prato industrial e avaliar a aceitabilidade de embalagens inteligentes preparadas com soro de leite e antocianina da casca de jabuticaba. Os queijos prato industriais foram adquiridos no mercado local. Foram realizadas análises de teor de água, extrato seco, cinza, pH, acidez, proteína, lipídios, gordura extrato seco, cor (L*, a*, b*, Chroma e Hue), textura, perfil do consumidor e intenção de compra. Os queijos tipo prato produzidos no laboratório apresentaram maior teor de umidade e pH em comparação com os queijos industriais; no entanto, na análise de cor por colorimetria, não houve diferença entre os parâmetros analisados. Nas análises de cinzas, proteína, lipídios e acidez, os queijos industriais apresentaram maiores valores em relação aos análogos produzidos no laboratório, enquanto maiores teores de gordura extrato seco foram determinados nos queijos análogos quando comparados aos queijos industriais. Por fim, a análise de textura demonstrou que os queijos industriais são mais firmes que seus análogos.

This research aimed to compare the physico-chemical and sensory characteristics of cheeses type 'prato' produced in the Laboratory of Products of Animal Origin of the Goiano Federal Institute ­ Green River Campus with 'Prato' industrial cheese and evaluate the acceptability of intelligent packings prepared with whey and anthocyanin from jabuticaba peel. Industrial 'prato' cheeses were acquired from the local market. Analyses of water content, dry extract, ash, pH, acidity, protein, lipids, dry extract fat, color (L*, a*, b*, Chroma and Hue), texture, consumer profile, and purchase intention. Cheeses type 'prato' produced in the laboratory presented higher in moisture levels and pH compared to industrial cheeses; however, in the color analysis by colorimetry there was no difference between the analyzed parameters. For analyses of ash, protein, lipids, and acidity, the industrial cheeses showed higher values in relation to the analogs produced in the laboratory, while higher contents of dry extract fat were determined in the analog cheeses when compared to the industrial cheeses. Finally, the texture analysis demonstrated that the industrial cheeses are firmer than their analogs.

Desenvolvimento e caracterização de filme biodegradável inteligente à base de amido de banana verde e extrato de Brassica oleraceae (repolho roxo)

O objetivo deste estudo foi desenvolver e caracterizar filme indicador de qualidade de alimentos utilizando amido de banana verde incorporado com extrato de repolho roxo. Os filmes foram desenvolvidos a partir de duas formulações: i) amido de banana sem extrato; ii) amido de banana com extrato. Os filmes foram caracterizados através de análise térmica (TGIDT), ensaio mecânico, espectroscopia por infravermelho (FT-IR), índice de intumescimento e ativação em diferentes pH. Os filmes apresentaram um perfil similar de perda de massa, indicando pouco efeito da incorporação do extrato à sua estabilidade térmica. A incorporação do extrato vegetal promoveu maior resistência mecânica e menor taxa de intumescimento. FT-IR mostrou que não houve interação do extrato com o biopolímero. O filme de amido apresentou sensibilidade à variação do pH. O uso do amido de banana verde combinado com gelatina e extrato de repolho roxo apresenta potencial aplicação como indicador visual de qualidade de alimentos durante o armazenamento.(AU)

The aim of the study was to develop and characterize food quality indicator film using green banana starch incorporated with purple cabbage extract. The films were developed from two formulations: i) banana starch without extract; ii) banana starch with extract. The films were characterized by thermal analysis (TG/DTA), mechanical assay, infrared spectroscopy (FT-IR), swelling index and activation at different pH. The films presented a similar profile of mass loss, indicating that extract did not affect thermal stability. The incorporation of the vegetal extract promoted greater mechanical resistance and a lower rate of swelling. FT-IR showed that there was no interaction of the extract with the biopolymer: The starch film showed sensitivity to pH variation. The use of green banana starch combined with gelatin and purple cabbage extract has potential application as a visual indicator of food quality during storage.(AU)

Embalagens para alimentos: tendências e inovações

A embalagem do alimento tem por funções conter, proteger, comunicar e conferir conveniência, nas etapas de armazenamento e distribuição. É também veículo de informação, apresentando instruções de manuseio, composição nutricional e rotulagem. Com o desenvolvimento da tecnologia, surgem novas forma de apresentação e embalagem de alimentos, visando aumento na vida de prateleira e maior praticidade. Nesse contexto o trabalho trata de uma pesquisa documental indireta por meio de fontes bibliográficas e documentos, para delinear as principais tendências e inovações em embalagens de alimentos. Há interesse e investimentos em embalagens "ativas" e "inteligentes" as quais interagem diretamente com o produto, e também os revestimentos comestíveis, com enfoque na biodegradabilidade.(AU)

Food packaging has the functions of containing, protecting, communicating and conferring convenience, in the steps of storage and distribution. It is also an information vehicle with instructions on handling, nutritional composition and labeling. With the development of technology, new forms of presentation and packaging of foodstuffs arise, aiming for an increase in shelf life and greater practicality. In this context the paper deals with an indirect documentary research through bibliographical sources and documents, to outline the main trends and innovations in food packaging. There is interest and investments in "active" and "intelligent" packaging which interact directly with the product, as well as edible coatings, with a focus on biodegradability.(AU)

Embalagens ativas e inteligentes: conceitos e aplicações / Active and intelligent packaging: concepts and applications

Neste texto são apresentados os principais conceitos e uma breve revisão das atuais aplicações das chamadas embalagens ativas e inteligentes para alimentos. Diversos dispositivos já se encontram disponíveis comercialmente e a principal diferença entre esses dois tipos de embalagens consiste na identificação e na capacidade de interferir e gerar alterações no sistema alimento/ embalagem/meio-ambiente circundante. Tabelas com aplicações e princípios de funcionamento são apresentadas. (AU)

In the present text the main concepts and a brief review of the active and intelligent packaging applications are presented. Some devices are already commercially available and the main difference between these packages lay in the identification and capability of alteration in the food/packaging/environment system. Tables with examples of applications and operating principle are presented. (AU)

Estudo comparativo da vida de prateleira do pão de forma em embalagem convencional, e de pão de forma em embalagem ativa / Comparative study of the shelf life of bread in conventional packaging, and of bread in active packaging

O setor de alimentos é um dos mais importantes para o segmento de embalagens, pois 70 por cento de toda a produção brasileira de embalagens é absorvida pela indústria de alimentos. O mercado de embalagens é um dos mercados de maior crescimento no Brasil; a indústria de embalagem produziu o equivalente a R$31,3 bilhões em 2005. Com esse aumento, as embalagens deixaram de exercer um papel secundário na indústria e passaram a ser consideradas tão importantes quanto os produtos que elas carregam. Fala-se até em embalagens inteligentes, que, além de práticas, bonitas, invioláveis e informativas para o consumidor são a grande inovação das indústrias para enfrentar o mercado e a concorrência. As embalagens ativas podem aumentar vida útil de alimentos altamente perecíveis, beneficiando a indústria e os consumidores. Uma embalagemativa é aquela que além de proteger,interage com o produto e, em algunscasos, responde realmente a mudanças O objetivo deste trabalho foi verificar a influência da embalagem ativa na vida de prateleira do pão de forma. As contagens de bolores foram realizadas por 20 dias. Com a análise dos resultados obtidos, verificou-se uma redução na umidade dos pães de forma, interferindo no crescimento dos bolores que determinam o tempo de vida de prateleira desse produto.(AU)

The food sector is one of the most important areas inside the packaging industry, around 70% of all Brazilian packaging production deals with such sector. The packaging marketplace is one of the most growing markets in Brazil; and its industry produced R$31 ,3billion in 2005. And based on such figures, the packaging industry has improved its approach inside the market and iris now being considered as important as the products that they usually carry. Nowadays there are some discussions about intelligent packages, that besides being practical, nice, inviolableand customer's informative, they are the greatest innovative approach when facing the market and competition as a whole. An active package can increase the shelf life of perishable products, helping the industry and its consumers. It can protect the product, interacting with it, and in some cases it can provide answers for some changes. The goal of this work was to verify the influence of an active package in the shelf life of a loaf bread product. The mould counting was done during 20 days. And based on such. results, it was verified a reduction in the humidity of the load bread that has affected the mould growth, setting its shelf life. (AU)