Jornal da USP: cientistas desenvolvem embalagens biodegradáveis ativas e inteligentes

Pesquisadoras do Laboratório de Engenharia de Alimentos (LEA) da Escola Politécnica (Poli) da USP estão desenvolvendo embalagens biodegradáveis para alimentos feitas com matérias-primas de origem vegetal e resíduos agroindustriais, que servem de alternativa para o uso de plástico convencional. Trabalhos no mesmo laboratório vão além, e criam embalagens ativas e inteligentes, com substâncias como antioxidantes e antimicrobianos que dão a elas novas utilidades. Numa das pesquisas, por exemplo, a adição de uma substância da casca da uva a uma embalagem feita com amido de mandioca pode indicar se a carne vermelha ou o peixe já estão em deterioração e não podem mais ser consumidos.

As chamadas embalagens ativas possuem substâncias capazes de interagir com o alimento para prolongar sua vida de prateleira. Já as embalagens inteligentes têm mecanismos que possibilitam detectar processos de deterioração, oscilações de temperatura sofridas no armazenamento ou até indicar, pela mudança da cor, se uma fruta está madura para o consumo.

“Um dos nossos principais desafios era desenvolver um filme biodegradável resistente e maleável para embalagens, que pudesse ser produzido em larga escala e por um preço competitivo em comparação ao plástico derivado do petróleo”, diz a professora da Poli, Carmen Cecilia Tadini, coordenadora do LEA e diretora de Transferência de Tecnologia do Centro de Pesquisa em Alimentos (Food Research Center – FoRC), que colabora com os estudos. “Ao mesmo tempo, são pesquisadas substâncias com atributos diferenciais, como antioxidantes ou antimicrobianos”, acrescenta.

Matérias-primas inovadoras

O uso de matérias-primas de origem vegetal e de resíduos agroindustriais foi o caminho trilhado pelas pesquisadoras para encontrar uma fórmula de biopolímero capaz de unir todas essas vantagens. Uma das principais promessas testadas no LEA é um filme maleável à base de amido de mandioca, aditivado com uma substância chamada antocianina, obtida da casca da uva. Ao ser usado para embalar carnes e peixes esse filme muda de cor, do roxo para o azul, quando o alimento se deteriora. “No processo de deterioração, esses alimentos liberam amônia e o pH do meio fica mais básico. Ao reagir à mudança de pH, a antocianina muda de cor”, explica a aluna de mestrado e engenheira de Alimentos Thaís Dale Vedove.

Embalagem feita com babaçu (à esquerda) e a produção de pellets (pequenos grãos que são utilizados para a produção de objetos plásticos) obtidos a partir do amido de mandioca (à direita) – Foto: Cedida pela pesquisadora/Bianca Chieregato Maniglia.

Segundo a coordenadora do LEA, esta pesquisa já superou o principal desafio para tornar o produto viável industrialmente, que é impedir que a matéria-prima se degrade ao entrar em contato com as altas temperaturas que ocorrem no processo de extrusão nas fábricas. “Estamos muito perto de resolver toda a equação; falta agora estabilizar a função da antocianina no processo e fazer os testes de biodegradabilidade”, afirma Tadini. “Trata-se de uma inovação disruptiva, pois ainda não existem tecnologias que resultem em um filme maleável, 100% biodegradável, e comercialmente viável”, acrescenta.

Outra rota testada pelas cientistas foi criar um material híbrido, composto de biopolímero e polímeros tradicionais, que teria menor impacto ambiental ao ser descartado. A fórmula testada mistura o amido de babaçu e o polipropileno. “O objetivo é manter as propriedades do polipropileno e deixar esse material parcialmente biodegradável, reduzindo em 30%, 40% o lixo descartado”, explica a química Bianca Chieregato Maniglia, pesquisadora do FoRC e da Poli, responsável pela pesquisa. “O material feito com as proporções de 70% de polipropileno e 30% de biopolímero já mostrou que tem condições de competir com o plástico convencional”, destaca a cientista.

Da esquerda para a direita, processo de elaboração de plástico adotando como matéria-prima o amido extraído do babaçu: mesocarpo (em forma de farinha, extraído do coco do babaçu), gelatinização, secagem e filme – Foto: Cedida pela pesquisadora/Bianca Chieregato Maniglia.

Há mais de uma década, pesquisadoras do LEA vêm estudando diversas fórmulas de polímeros com o objetivo de encontrar matérias-primas biodegradáveis que possibilitem substituir o plástico de origem fóssil na produção de embalagens e filmes. Nos últimos anos, as pesquisas tornaram-se ainda mais ambiciosas e passaram a buscar também materiais com atributos diferenciais: as chamadas embalagens ‘ativas’ e ‘inteligentes’. Os estudos com embalagens têm financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e o respaldo do FoRC.