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.

Araucaria angustifolia and the pinhão seed: starch, bioactive compounds and functional activity: a bibliometric review / Araucaria angustifolia e a semente de pinhão: amido, compostos bioativos, e atividade funcional: uma revisão bibliométrica

Araucaria angustifolia characterizes mixed Ombrophilous Forests. This Paraná pine tree has been of great economic, cultural and social importance for southern Brazil. Its cutting is restricted, as it is threatened with extinction and the use of its seed has been encouraged. This study highlights scientific research on this conifer by bibliometric analysis and reviews trends in new research on its seed and some of its food applications. The Web of Science© database revealed 620 scientific articles and the bibliometric analysis through VOSviewer showed the worldwide interest in growing. The increase in research in the areas of silviculture, phytoscience and ecology reflects the concern with the preservation of "Matas das Araucárias". Concurrently, research in food science and technology has increased, as pine nut seed can produce starch-rich food flour with low glycemic response and source of dietary fiber and some minerals. Also, along with its husk, provide bioactive compounds with potential application in the special food, active/smart and reinforced packaging and even pharmacological industries.

A Araucaria angustifolia caracteriza as Florestas Ombrófilas mistas. Este pinheiro do Paraná tem tido grande importância econômica, cultural e social para o Sul do Brasil. Seu corte está restrito, pois está ameaçada de extinção e o uso de sua semente tem sido incentivado. Este estudo destaca as pesquisas científicas sobre esta conífera por análise bibliométrica e revisa as tendências de novas pesquisas sobre sua semente e algumas de suas aplicações alimentícias. A base de dados Web of Science© revelou 620 artigos científicos e a análise bibliométrica por meio do VOSviewer demonstrou o interesse mundial em ascendência. O aumento das pesquisas nas áreas de silvicultura, fitociência e ecologia refletem à preocupação com a preservação das Matas das Araucárias. Concomitantemente, pesquisas em ciência e tecnologia de alimentos têm aumentado, pois a semente de pinhão pode produzir uma farinha alimentar rica em amido com baixa resposta glicêmica e fonte de fibra dietética e de alguns minerais. Ainda, junto com sua casca, disponibilizar compostos bioativos com potencial de aplicação nas indústrias de alimento especial, de embalagem ativa/inteligente e reforçada e, até mesmo, farmacológica.

ADIÇÃO DE EXTRATO DE CASCA DE JABOTICABA E SORO DE LEITE NO DESENVOLVIMENTO DE EMBALAGEM INTELIGENTE PARA QUEIJO PRATO

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um biofilme ativo à base de soro de leite e extrato da casca de jaboticaba como indicador de pH, cuja embalagem primária apresentasse características de interação com a qualidade do queijo Prato, indicando a vida útil do produto. Os revestimentos comestíveis foram testados em cinco tratamentos com diferentes concentrações contendo soro de leite, glicerol, pectina, amido de mandioca e ácido acético, aquecido a 85ºC ±5ºC/25 minutos. Posteriormente, selecionou-se a solução filmogênica que apresentou melhor resultado (resistência, impermeabilidade ao vapor dágua, solubilidade e espessura) e foi acrescida concentrações de extrato da casca de jaboticaba. Foram desenvolvidos no Laboratório de Produtos de Origem animal queijos Prato para revestimento com diferentes embalagens. Os queijos foram revestidos com filme PVC, biofilme sem antocianina, biofilme com 15g de extrato da casca de jaboticaba e biofilme com 30g de extrato da casca de jaboticaba. Posteriormente, foram feitas análises físico-químicas, microbiológicas e visuais. As análises dos biofilmes que revestiram os queijos foram de acidez e cor (L*, Chroma e Hue). As análises foram feitas no tempo 0 (zero dia), 14º e 28º dias de armazenamento. Foram formados biofilmes totalmente biodegradáveis e, no biofilme acrescido de extrato da casca de jaboticaba, e todos mudaram de cor. Os biofilmes não apresentaram resultado satisfatório para uso como embalagem primária de queijos Prato, porém podem ser utilizados na forma de fita indicadora de mudança de cor para uso na avaliação da qualidade de queijos e/ou produtos secos.

This study aimed to develop an active biofilm based on whey and jaboticaba (Myrciaria cauliflora) bark extract as pH indicator, whose primary packaging had interaction characteristics with Prato cheese quality, indicating the product's shelf life. The edible coatings were tested in five treatments with different concentrations of whey, glycerol, pectin, cassava starch, and acetic acid heated at 85ºC±5ºC for 25 minutes. Subsequently, it was selected the filmogenic solution which showed the best result (resistance, impermeability to water vapor, solubility, and thickness), and added concentrations of jaboticaba bark extract. Prato cheese for coating with different types of package was developed in the Laboratory of Products of Animal Origin at the Goiano Federal Institute. The cheese was coated with Polyvinyl Chloride (PVC) film, biofilm without anthocyanin, biofilm with 15 g jaboticaba bark extract, and biofilm with 30 g jaboticaba bark extract. Subsequently, physical, chemical, microbiological, and visual analyzes were carried out. The biofilms coated cheese analyzes were on acidity and color (L*, Chroma, and Hue). The analyzes were carried out at the 1st, 14th, and 28th days of storage. Biofilms fully biodegradable were formed, and biofilm plus jaboticaba bark extract changed color. The biofilms did not show satisfactory results to be used as primary type of package for Prato cheese, but they can be used as a color change indicator tape, and for evaluating cheese and/or dry products quality.

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)