Antimicrobial activity of oregan and clove essential oils against some foodborne pathogens / Atividade antimicrobiona dos óleos essenciais de orégano e cravo frente a patógenos alimentares

The tendency to replace synthetic antimicrobials for natural ones in food industry and an increase in bacterial resistance to antibiotics resulted in a necessity to find new alternatives, and essential oils are emerging as promising substitutes for synthetic chemicals in food preservation. The objective of this work was to test the antimicrobial activity of oregano (OEO) and clove (CEO) essential oils over a range of bacteria, molds and yeast of importance as pathogens or food spoilage. The antimicrobial activity of oregano and clove essential oils were analyzed by disk diffusion method and broth microdilution test (MIC) of OEO and CEO were determined for each tested microorganism. OEO and CEO were evaluated in natura (IN) and after thermal processing (TP) at 120 o C for 5 min. Both OEO and CEO presented the same inhibition zones for IN and TP samples, for all tested microorganisms, indicating that these oils can be thermally processed maintaining their antimicrobial activity. For OEO and CEO, the more sensitive microorganisms were the fungi (Aspergillus niger, Penicillium citrinum and Candida albicans), followed by Staphylococcus aureus, Bacillus cereus and Methicillin - resistant Staphylococcus aureus (MRSA); the lowest antimicrobial activities were observed against Streptococcus mutans and Enterococcus faecalis. In general, OEO resulted in higher inhibition zones and lower MIC values for all tested microorganisms, suggesting that it was more effective as an antimicrobial agent than CEO (AU)

A preferência mundial para alimentos mais saudáveis e livres de aditivos químicos pelos consumidores, associada ao aumento da resistência bacteriana, resultaram na necessidade de medidas alternativas no setor de alimentos. Os óleos correspondem a antimicrobianos naturais e constituem uma classe emergente como substitutos dos produtos químicos sintéticos na conservação de alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de óleos essenciais de orégano (OEO) e cravo (CEO ) frente a bactérias, fungos e leveduras de importância no setor de alimentos. OEO e CEO foram avaliados in natura (IN) e após processamento térmico (TP) a 120 o C por 5 minutos. Para avaliar a atividade antimicrobiana frente a cada microrganismo empregou-se o método de discodifusão e o teste de microdiluição em caldo (MIC). Tanto o OEO quanto o CEO apresentaram zonas de inibição semelhantes para amostras IN e TP, indicando que a atividade antimicrobiana desses óleos são resistentes a altas temperaturas. Os microrganismos mais sensíveis para ambos os óleos essenciais foram os fungos (Aspergillus niger, Penicillium citrinum e Candida albicans), seguidos por Staphylococcus aureus, Bacillus cereus e Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Já as cepas Streptococcus mutans e Enterococcus faecalis apresentaram uma maior resistência frente à atividade antimicrobiana dos óleos essenciais. Em geral, os maiores halos de inibição e menores valores de MIC foram obtidos quando empregado o OEO, sugerindo uma maior atividade microbiana do mesmo quando comparado ao CEO. (AU)

Films Based on Blends of Polyvinyl Alcohol and Microbial Hyaluronic Acid

Abstract The aims of this work were to produce hyaluronic acid (HA) by Streptococcus zooepidemicus ATCC 39920 in a low cost sugarcane molasses fermentation medium and to employ the produced HA to obtain films blends based on polyvinyl alcohol (PVA). The films were produced using solution casting method and they were characterized according to their microstructure, mechanical and barrier properties. HA was added in different concentrations (0, 5, 10 and 15% (w/w)), and glycerol was used as a plasticizer (25 g/100 g solids). All formulations resulted in easily manipulated films with good appearance. The addition of HA on PVA films increased their thermal stability, solubility, swelling index, water vapor permeability and elongation. Microbial HA sample combined with PVA showed to be a promising material to biomedical application, and an addition between 5 and 10% (w/w) was sufficient to improve PVA films properties.

Influence of thickness on properties of plasticized oat starch films

The aim of this study was to investigate the effect of thickness (between 80 and 120 µm) on apparent opacity, water vapor permeability and mechanical properties (tensile and puncture) of oat starch films plasticized with glycerol, sorbitol, glycerol:sorbitol mixture, urea and sucrose. Films were stored under 11, 57, 76 and 90% relative humidity (RH) to study the mechanical properties. It was observed that the higher the thickness, the higher was the opacity values. Films without the plasticizer were more opaque in comparison with the plasticized ones. Glycerol:sorbitol films presented increased elongation with increasing thickness at all RH. Puncture force showed a strong dependence on the film thickness, except for the films plasticized with sucrose. In general, thickness did not affect the water permeability.

Properties of extruded xanthan-starch-clay nanocomposite films

The aim of this work was to manufacture the biodegradable nanocomposite films by extrusion from different combinations of cassava starch, xanthan gum and nanoclays (sodium montmorillonite - MMT- Na) and to characterize them according to their microstructure, optical, mechanical and barrier properties. Films were manufactured from nine starch/xanthan/nanoclay combinations, containing glycerol as plasticizer. Scanning electron microscopy (SEM) of the starch-xanthan extruded films showed reticulated surface and smooth interior, indicating that the gum was mostly concentrated on the surface of the films, while starch/xanthan/nanoclays films showed a more homogeneous surface, suggesting that the introduction of nanoclays provided a better biopolymeric interaction. In general, nanoclays addition (2.5 - 5.0, w percent) generated more transparent and resistant films, with lower water vapor permeabilities and lower water sorption capacities and xanthan gum addition improved the elongation ofa starch films.

Biodegradable foams based on starch, polyvinyl alcohol, chitosan and sugarcane fibers obtained by extrusion

Biodegradable foams made from cassava starch, polyvinyl alcohol (PVA), sugarcane bagasse fibers and chitosan were obtained by extrusion. The composites were prepared with formulations determined by a constrained ternary mixtures experimental design, using as variables: (X1) starch / PVA (100 - 70 percent), (X2) chitosan (0 - 2 percent) and (X3) fibers from sugar cane (0 - 28 percent). The effects of varying proportions of these three components on foam properties were studied, as well the relationship between their properties and foam microstructure. The addition of starch/PVA in high proportions increased the expansion index and mechanical resistance of studied foams. Fibers addition improved the expansion and mechanical properties of the foams. There was a trend of red and yellow colors when the composites were produced with the highest proportions of fibers and chitosan, respectively. All the formulations were resistant to moisture content increase until 75 percent relative humidity of storage.

Efeito de fibras vegetais nas propriedades de compósitos biodegradáveis de amido de mandioca produzidos via extrusão / Effects of vegetal fibers on properties of cassava starch biodegradable composites produced by extrusion

A preocupação com o volume de lixo tem gerado interesse no desenvolvimento de embalagens biodegradáveis capazes de substituir, ao menos em parte, os plásticos convencionais sintéticos, como é o caso das embalagens de poliestireno expandido (Isopor). Ojvetivou-se,neste trabalho caracterizar, quanto ao índice de expansão (IE), densidade, índice de absorção em água (IAA), índice de solubilidade em água (ISA) e cor (coordenadas L*, a* e b*), compósitos biodegradáveis expandidos produzidos via extrusão, a partir da mistura de amido de mandioca, glicerol (plastificante) e dois tipos de fibras vegetais. Os compósitos foram preparados em extrusora mono-rosca, com três diferentes teores de fibras de aveia ou de cana-de-açúcar (0, 5 e 10 g/100 g amido), dois teores de umidade (18 e 26 por cento) e teor fixo de glicerol (20g/100 g sólidos). A adição das fibras não afetou significativamente o IE, a densidade e o IAA, porém diminuiu o ISA dos materiais, o que é uma vantagem, favorecendo a utilização das fibras no reforço dos compósitos. A adição de fibras levou ao escurecimento das amostras, com decréscimo da luminosidade (L*) e, ainda, ao aumento nos valores dos parâmetros de cor a* e b*. Este estudo é passo fundamental para produção em escala industrial dos compósitos, que necessitam de condições de processo que forneçam resultados reprodutíveis de expansão e capacidade de absorção e solubilidade em água, propriedades de grande importância nesses produtos.

The concern with the volume of waste has generated interest in the development of biodegradable packaging able to replace, at least in part, the conventional synthetic plastics, such as packs of expanded polystyrene (Isopor). This study aimed to characterize the expansion index, density, the water absorption index (WAI), water solubility index (WSI) and color (coordinates L*, a* and b*) of expanded biodegradable composites produced by extrusion, from the mixture cassava starch, glycerol (plasticizer) and two different types of vegetable fibres. The composites were prepared in a single screw extruder, with three different levels of oat or sugar cane fibres (0, 5 and 10 g /100 g starch), two levels of humidity (18 and 26 percent) and a fixed level of glycerol (20 g/100 g solds). The addition of fibres did not affect significantly the expansion index, density and WAI of materials, and reduced WSI of products, which is an advantage and promotes the use of these fibres in the reinforcement of composites. The addition of fibers led to the darkening of the samples, with decrease in lightness (L*) and increase in the values of the color parameters a* and b*. This study is a key step for a future industrial scale production of these composites, which requires process conditions that provide reproducible results of expansion and absorption capacity and solubility in water, properties of great importance in these products.

Effect of relative humidities on microstructural, barrier and mechanical properties of Yam starch-monoglyceride films

The effect of monoglyceride on microstructural, barrier and mechanical properties of casted yam starch films were investigated in different relative humidities (RH) and compared with glycerol-starch films. A single screw extruder was used to produce the starch - monoglyceride complex before film production and this process was effective to inhibit the phase separation in films. The addition of the hydrophobic compound reduced hydrophobicity, transparency and water vapor permeability of films. This later value for starch-glycerol film (1.7 x 10-10 g Pa-1 s-1 m-1) was higher than starch (1.2 x 10-10 g Pa-1 s-1 m-1) and monoglyceride-starch films (1.0 x 10-10 g Pa-1 s-1 m-1). Films containing glycerol had higher relative crystallinity (B and V H) with a slight increase at higher RH values, while for monoglyceride films, the crystallinity was constant. Monoglyceride-starch films presented poor mechanical properties when compared to glycerol- starch ones but they presented a stable behavior under different relative humidities.

Estudou-se o efeito da adição de monoglicerídeo nas propriedades microestruturais, mecânicas e de barreira de filmes de amido de inhame, em diferentes umidades relativas (UR), comparando-as com as de filmes de amido- glicerol. Uma extrusora mono-rosca foi usado para produzir o complexo amido-monoglicerídeo, antes de produzir o filme, e o processo foi efetivo para inibir a separação de fases que geralmente ocorre nesse tipo de filmes. A adição de monoglicerídeo, que é um composto hidrofóbico, reduziu a hidrofilicidade, a transparência e a permeabilidade ao vapor de água dos filmes. O valor desta, para os filmes de amido-glicerol (1,7 x 10-10 g Pa-1 s-1 m-1) foi maior que para os de amido (1,2 x 10-10 g Pa-1 s-1 m-1) e para os de amido-monoglicerídeo (1,0 x 10-10 g Pa-1 s-1 m-1). Os filmes com glicerol tiveram maior cristalinidade relativa (B e V H), com um ligeiro aumento em altas UR, enquanto que nos filmes com monoglicerídeo a cristalinidade foi constante. Os filmes de amido-monoglicerídeo apresentaram piores propriedades mecânicas que os filmes de amido-glicerol, mas foram mais estáveis sob diferentes umidades relativas.

Efeitos plastificante e antiplastificante do glicerol e do sorbitol em filmes biodegradáveis de amido de mandioca / Plasticizing and antiplasticizing effects of glycerol and sorbitol on biodegradable cassava starch films

Neste trabalho foram estudados os efeitos plastificante e antiplastificante do glicerol e do sorbitol sobre as propriedades de sorção de água e mecânicas de filmes de amido de mandioca . Os filmes foram produzidos por casting empregando-se amido de mandioca (3 g/ 100 g de solução filmogênica) e diferentes concentrações de glicerol ou sorbitol (0, 5, 10, 15, 30 e 40 g/100 g de amido). Glicerol e sorbitol apresentaram efeito antiplastificante quando empregados em baixas concentrações (≤ 15 g/100 g amido) e sob baixos valores de atividade de água (≤ 0,58). O efeito antiplastificante pode ser demonstrado pelo decréscimo da hidrofilicidade e da flexibilidade dos filmes nestas condições. Em concentrações mais elevadas de plastificante e sob maiores atividades de água, os plastificantes empregados exerceram o efeito esperado de plastificação.

In this work were studied the plasticizing ­ antiplasticizing effects of glycerol and sorbitol on moisturesorption and mechanical properties of cassava starch films. Films were produced by casting with cassavastarch (3g starch/100 g filmogenic solution) and different concentrations of glycerol or sorbitol (0, 5, 10, 15, 30and 40 g/100 g starch). Glycerol and sorbitol acted as antiplasticizers when used at a low concentration(≤ 15 g/100 g starch) and low values of water activity (≤ 0,58). The antiplasticizing effect could be demonstratedby the decrease in hydrophilicity and in flexibility of the films at these conditions. At higher concentrationsand higher water activity values, the employed plasticizers exerted its plasticizing effect

Efeito de embalagem biodegrádavel de amido no armazenamento de queijo processado / Effect of biodegradable starch packing on storage of processed cheese

Há um interesse crescente no emprego de matérias-primas provenientes de recursos renováveis para a produção de embalagens para alimentos. Dentre os biopolímeros mais promissores para este fim estão os amidos de diversas fontes botânicas, que são biodegradáveis, têm custo baixo e estão disponíveis em todo o mundo. Assim sendo, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de embalagens biodegradáveis de amido de inhame no armazenamento (30 dias / 4°c) de queijo processado obtido de fonte comercial, e comparar o seu desempenho com o de embalagens convencionais. Os resultados obtidos mostraram que a embalagem convencional foi mais eficaz na retenção do peso e atividade de água das amostras do que a embalagem de amido. Quanto á contagem microbiana, apenas as amostras não embaladas apresentaram contaminaçãao. A acidez titulável e o ph não diferiram nas amostras embaladas durante todo o tempo de armazenamento (teste de tukey, p. <0,05). Considerando os resultados apresentados, verificou-se que a utilização de embalagens de amido de inhame pode ser uma alternativa para este tipo de produto, desde que, mais estudos sejam realizados no sentido de aprimorar a embalagem de amido como barreira às trocas de vapor de água

There is an increasing interest in the utilization of renewable resources for the production of foodpackaging. Among the biopolymers, starches from several sources have been considered as one of themost promising material for this purpose; and the reasons for this are that starches are biodegradable,inexpensive and available in all world. This work had the objective of evaluate the effect of yam starchbiodegradable packaging on storage (30 days / 4oC) of comercial-processed cheese and to compare withconventional packaging. The results showed that conventional packaging presented the better behavioron weight and water activity retention of samples during all storage time than starch packaging.Considering microbiological counts, only control samples (unpackaged) showed contamination.Titratable acidity and pH of packaged samples did not differ for starch or conventional package (Tukeytest, p ≤ 0.05) during all storage time. Considering the presented results, yam starch could be used as analternative to package processed cheese, but more studies have to be done to improve starch films as awater vapor barrier

Efeito do método de extração na composição química e nas propriedades funcionais do amido de inhame (Dioscorea alata) / Effects of extraction method on chemical composition and functional properties of yam starch (Dioscorea alata)

Tubérculos de inhame (Dioscorea alata) constituem-se em uma fonte não convencional de amido. O amido de inhame tem sido estudado como um polímero promissor na confecção de biofilmes por conter cerca de 30 por cento de amilose, polímero responsável pela capacidade de formação de filme dos amidos. Os amidos obtidos dos tubérculos de inhame foram extraídos por dois diferentes métodos e as características químicas e funcionais das amostras foram analisadas. O primeiro método, descrito por Alves, Grossmann e Silva (1999) foi executado em seis dias, gerando 7 por cento de amido com grau de pureza acima de 95 por cento. O segundo método, descrito por Cereda et al. (2003), rendeu 13 por cento de amido com grau de pureza de 84 por cento e foi realizado em três dias. Os amilogramas Brabender mostraram que as pastas de amido apresentaram estabilidade sob tratamento térmico, com menores valores de viscosidade para os amidos obtidos pelo segundo método de extração. A capacidade de formação de filmes das amostras extraídas pelos dois métodos foi similar, formando-se filmes com alta resistência mecânica, porém o amido obtido através do segundo método formou filmes mais opacos. Para adaptação à indústria, o segundo método de extração pareceu ser o mais adequado, porque o rendimento foi maior e recuperou menos tempo