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.

Production of methylcellulose films functionalized with poly-ε-caprolactone nanocapsules entrapped ß-carotene for food packaging application.

Nowadays, there is a worldwide demand in the production of innovative packaging that release active compounds to increase the shelf life of perishable food products. Therefore, this study produced methylcellulose films functionalized with poly-ε-caprolactone nanocapsules entrapped ß-carotene. The nanoparticles were produced by the nanoprecipitation method, and 10, 30, and 50 % of nanoparticles colloidal solution was added in the methylcellulose filmogenic solution. The films were characterized by the mechanical, physicochemical properties, antioxidant activity, and release of ß-carotene from the polymeric matrix to a food simulant. The results demonstrated satisfactory mechanical properties; however, the addition of nanoparticles decreased the Young's Modulus and increased the elongation at break. Regarding light transmission, the incorporation of ß-carotene nanoparticles promoted a decrease in the percentage of ultraviolet ray's transmittance through the film matrix, as well as visible light. The incorporation of nanoparticles improved the antioxidant activity of the films, which was proportional to the concentration of ß-carotene used in the formulation. The release of ß-carotene reached a maximum value of 10.93 µg g-1 film containing 70 % nanoparticles, which was a desired profile for food application. Finally, the methylcellulose films functionalized with poly-ε-caprolactone nanocapsules can release ß-carotene, and therefore, can be considered as a novel nanomaterial for food conservation, with a potential to increase the shelf life of perishable food products.

Antimicrobial activity of Annona muricata leaf oleoresin.

Bioactive compounds extracted from plants such as antimicrobials have attracted the attention of consumers and the food industry. This study aimed to determine the antimicrobial activity and chemical composition of Annona muricata leaf oleoresin obtained by supercritical CO2 extraction. The oleoresin was obtained by supercritical CO2 extraction and the chemical identification by gas chromatography coupled to mass spectrometry. Antimicrobial activity was evaluated by broth microdilution method against 14 foodborne fungi and bacteria. The oleoresin major chemical class was phytosterols (22.7%) and the major compounds were γ-sitosterol (15.7%), α-tocopherol (13.7%), phytol (13.1%), and hexadecanoic acid (11.5%). Minimum inhibitory concentration against bacteria ranged from 0.0025 to 0.010 mg mL-1. The oleoresin had high bactericidal activity against all bacteria, mainly Enterobacter cloacae and Pseudomonas aeruginosa with 0.005 mg mL-1 minimum bactericidal concentration. However, it had low fungicidal activity. The leaf oleoresin of A. muricata has promising applications in food, cosmetic, and pharmaceutical industries.

Perfil hematológico de éguas Quarto de Milha alimentadas com feno ou haylage de Tifton-85 ( Cynodon spp. ) / Hematological panel of Quarter Horse mares fed Tifton 85 (Cynodon spp. ) hay and haylage

RESUMO O capim Tifton-85 (Cynodon spp.) vem sendo utilizado na alimentação de equinos na forma de pré-secado (haylage) e feno, todavia não existem estudos conclusivos a respeito da influência da haylage sobre o estado de saúde dessa espécie. Portanto, esta pesquisa objetivou avaliar o perfil sanguíneo como indicador de higidez de éguas Quarto de Milha alimentadas com haylage e feno de Tifton-85. A gramínea utilizada foi cortada com 30 dias de crescimento. Para produção da haylage, a planta cortada permaneceu no campo até atingir 70% de matéria seca, quando foi colhida. Foram utilizadas 12 éguas Quarto de Milha, com idade entre oito e 12 anos e com peso vivo médio inicial de 451,6kg. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos (n=6), sendo o grupo 1 alimentado com feno e o grupo 2 alimentado com haylage, por um período de 28 dias. Foram realizadas cinco coletas de sangue em intervalos de uma semana, para a determinação do perfil hematológico. Em relação ao eritrograma, observou-se discreta diminuição da concentração de hemoglobina, do hematócrito e do volume globular médio (VGM) em ambos os grupos. No leucograma, houve aumento dos leucócitos totais nas coletas iniciais em ambos os grupos, mas sem significado clínico. Conclui-se que éguas adultas Quarto de Milha, após a ingestão de feno e haylage de Tifton-85, não apresentaram alterações no perfil hematológico que indicassem prejuízos à saúde.(AU)

ABSTRACT Tifton-85 grass (Cynodon spp) has been used in equine nutrition in the form of pre-dried (haylage) and hay, however, there are no conclusive studies about the influence of haylage on blood profile of this species. Therefore, the aim of this study was to evaluate the blood profile as health indicators of Quarter Horse mares were fed haylage and Tifton-85 hay. The used grass was cut at 30 days of growth. For the production of haylage, this plant remained cut in the field until it had 70% of dry matter, when it was collected. Twelve Quarter Horse mares, aged 8-12 years, with average weight of 451.58kg were used. The animals were distributed randomly into two groups (n= 6), group 1 fed hay and group 2 fed haylage, both for 28 days. Blood samples were collected at one week intervals each for determining the hematological parameters. In the erythrogram, a decrease in the hemoglobin concentration, packed cell volume and mean cell volume after the administration in both groups were detected. The white blood count increased in both groups, but the values remained within normal limits without clinical significance. In conclusion, adult Quarter Horse mares fed Tifton-85 hay and haylage showed no alterations in hematology.(AU)

Perfil hematológico de éguas Quarto de Milha alimentadas com feno ou haylage de Tifton-85 ( Cynodon spp.)

ABSTRACT Tifton-85 grass (Cynodon spp) has been used in equine nutrition in the form of pre-dried (haylage) and hay, however, there are no conclusive studies about the influence of haylage on blood profile of this species. Therefore, the aim of this study was to evaluate the blood profile as health indicators of Quarter Horse mares were fed haylage and Tifton-85 hay. The used grass was cut at 30 days of growth. For the production of haylage, this plant remained cut in the field until it had 70% of dry matter, when it was collected. Twelve Quarter Horse mares, aged 8-12 years, with average weight of 451.58kg were used. The animals were distributed randomly into two groups (n= 6), group 1 fed hay and group 2 fed haylage, both for 28 days. Blood samples were collected at one week intervals each for determining the hematological parameters. In the erythrogram, a decrease in the hemoglobin concentration, packed cell volume and mean cell volume after the administration in both groups were detected. The white blood count increased in both groups, but the values remained within normal limits without clinical significance. In conclusion, adult Quarter Horse mares fed Tifton-85 hay and haylage showed no alterations in hematology.

RESUMO O capim Tifton-85 (Cynodon spp.) vem sendo utilizado na alimentação de equinos na forma de pré-secado (haylage) e feno, todavia não existem estudos conclusivos a respeito da influência da haylage sobre o estado de saúde dessa espécie. Portanto, esta pesquisa objetivou avaliar o perfil sanguíneo como indicador de higidez de éguas Quarto de Milha alimentadas com haylage e feno de Tifton-85. A gramínea utilizada foi cortada com 30 dias de crescimento. Para produção da haylage, a planta cortada permaneceu no campo até atingir 70% de matéria seca, quando foi colhida. Foram utilizadas 12 éguas Quarto de Milha, com idade entre oito e 12 anos e com peso vivo médio inicial de 451,6kg. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos (n=6), sendo o grupo 1 alimentado com feno e o grupo 2 alimentado com haylage, por um período de 28 dias. Foram realizadas cinco coletas de sangue em intervalos de uma semana, para a determinação do perfil hematológico. Em relação ao eritrograma, observou-se discreta diminuição da concentração de hemoglobina, do hematócrito e do volume globular médio (VGM) em ambos os grupos. No leucograma, houve aumento dos leucócitos totais nas coletas iniciais em ambos os grupos, mas sem significado clínico. Conclui-se que éguas adultas Quarto de Milha, após a ingestão de feno e haylage de Tifton-85, não apresentaram alterações no perfil hematológico que indicassem prejuízos à saúde.

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)

Cambios en el contenido nutricional de la uchuva (Physalis peruviana) frente a osmodeshidratación como método de conservación / Changes in nutritional content of cape gooseberry (Physalis peruviana) versus osmotic dehydration as a preservation method

Antecedentes: la osmodeshidratación en un método de conservación de frutas, que en ocasiones se acompaña de escaldado. Objetivo: evaluar el cambio en el contenido nutricional de la uchuva (Physalis peruviana) después de proceso de osmodeshidratación previo escaldado y sin este. Materiales y métodos: se sometieron a osmodeshidratación en jarabe de sacarosa de 80 °Brix durante 48 horas uchuvas maduras escaldadas y sin escaldar. Se secaron a 50 °C durante tres horas. En los productos se comparó el contenido de humedad, grasa, fibra, proteína, ceniza y vitamina C frente a la uchuva fresca. Resultados: el aspecto visual de la uchuva fue igual en los dos tratamientos. El contenido de las frutas frescas frente a las sometidas a osmodeshidratadas con y sin escaldado fueron respectivamente: ceniza (g) 8,2±0,3; 1,3±0,2 y 3,4±0,4; grasas (g) 1,0±0,0; 1,0±0,1 y 0,2±0,0; proteínas (g) 9,8±0,2; 3,8±0,3 y 9,3±0,3 y vitamina C (mg) 92±0,3; 20±0,8 y 34±1,0. Los valores de p según Anova fueron 0,0001 para fibra, ceniza, proteína y vitamina C, y 0,0008 para grasa. Con excepción de las grasas, los valores más bajos fueron cuando se uso la osmodeshidratación con escaldado. Conclusiones: la osmodeshidratación disminuye el contenido nutricional de la uchuva, sin embargo las pérdidas son mayores cuando se hace escaldado previo.

Background: Osmotic dehydration is a preserving fruits method which may be associated to blanching. Objective: Assessing change in cape gooseberry (Physalis peruviana) nutritional content, after being subjected to osmotic dehydration process with and without prior blanching. Materials and methods: Ripe cape gooseberries blanching and unbleached were exposed to osmotic dehydration by sucrose syrup 80 °Brix for 48 hours. Then, fruits were removed from the osmotic agent, and were placed in a drying oven at 50 °C for 3 hours. Finally, content of fat, fiber, protein, ash and vitamin C were determined. Results: Cape gooseberries visual aspect did not differ between used methods. Content of different compounds content in fresh fruit versus, and under osmodehydrated with and without blanching were, respectively: ash (g) 8.2±0.3; 1.3±0.2 and 3.4 ±0.4; fat (g) 1.0±0.0; 1.0±0.1 and 0.2±0.0, protein (g) 9.8±0.2; 3.8±0.3 and 9.3±0. 3 and vitamin C (mg) 92±0.3; 20±0.8 and 34±1.0. P values evaluated by Anova were 0,0001 by fiber, ash, proteins and vitamin C, and 0,0008 by fat. Except for fat, in which the lowest values were obtained when osmotic dehydration with blanching was used. Conclusions: Osmotic dehydration decreases nutritional content of the cape gooseberry (Physalis peruviana). However, the nutritious loss is especially affected if osmotic dehydration is joined to thermal processes as blanching.

Gamma radiation in papaya harvested at three stages of maturation

Papaya is a fragile, perishable fruit, highly accepted worldwide. To keep the quality of papaya from harvest to the consumers, conservation techniques are often used; among them is the application of gamma irradiation. The objective of this work was to evaluate gamma irradiation in papayas harvested at three degrees of maturation, in order to increase shelf life. Papayas were harvested in perfect quality conditions and selected by skin coloration into three distinct degrees of maturation: maturation 0, or beginning of yellow coloration; maturation 1, yellow stripes more developed, and maturation 2, one third yellow. Half of them were irradiated with 0.75 kGy, while the other half became control treatment. They were analyzed in four periods of conservation, which were 1 DAI (days after irradiation refrigerated at 11 ± 1°C), 14 DAI, 14 DAI + 3 DRT (room temperature at 24° ± 2°C) and 14 DAI + 6 DRT. The papaya maturation degree at harvest did not influence the radiation effect. Irradiation maintained firmness of papaya and, therefore, delayed ripening; modified the green color of papaya to a lighter, more intense tone, which determined more homogeneity in the development of the skin's yellow color (greater values of L* and croma). There was no effect of irradiation in papaya weight loss, occurrence of diseases, croma of flesh color, pH and total soluble solids contents.

O mamão é um fruto frágil, perecível, muito apreciado mundialmente. Para que a qualidade do mamão se mantenha da colheita até os consumidores, técnicas de conservação são utilizadas, sendo uma destas a aplicação de radiação gama. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação de irradiação gama em mamões colhidos em diferentes estádios de maturação com a intenção de aumentar a vida útil pós-colheita. Mamões foram colhidos em perfeitas condições de qualidade e selecionados pela coloração amarela em três fases distintas: maturação 0, ou início da coloração amarela; maturação 1, com estrias amarelas mais desenvolvidas, e maturação 2, com um terço da casca já amarelo. Metade destes foi irradiada com 0,75 kGy e a outra se tornou testemunhas. A análise se deu em quatro períodos de conservação sendo estes 1 DAI (dias após a irradiação sob refrigeração a 11 ± 1°C), 14 DAI, 14 DAI + 3 DTA (dias a temperatura ambiente a 24° ± 2°C) e 14 DAI + 6 DTA. Não houve diferença entre os mamões irradiados em diferentes estádios de maturação. A irradiação promoveu manutenção da firmeza do mamão e, portanto, retardo no amadurecimento; modificou a cor verde do mamão para tons mais claros e mais intensos o que determinou maior homogeneidade no desenvolvimento da cor amarela da casca (valores de brilho e croma maiores). Não houve efeito da irradiação na perda de massa, aparecimento de doenças, na cor interna dos frutos, no pH e no teor de sólidos solúveis.

Gamma radiation in papaya harvested at three stages of maturation

Papaya is a fragile, perishable fruit, highly accepted worldwide. To keep the quality of papaya from harvest to the consumers, conservation techniques are often used; among them is the application of gamma irradiation. The objective of this work was to evaluate gamma irradiation in papayas harvested at three degrees of maturation, in order to increase shelf life. Papayas were harvested in perfect quality conditions and selected by skin coloration into three distinct degrees of maturation: maturation 0, or beginning of yellow coloration; maturation 1, yellow stripes more developed, and maturation 2, one third yellow. Half of them were irradiated with 0.75 kGy, while the other half became control treatment. They were analyzed in four periods of conservation, which were 1 DAI (days after irradiation refrigerated at 11 ± 1°C), 14 DAI, 14 DAI + 3 DRT (room temperature at 24° ± 2°C) and 14 DAI + 6 DRT. The papaya maturation degree at harvest did not influence the radiation effect. Irradiation maintained firmness of papaya and, therefore, delayed ripening; modified the green color of papaya to a lighter, more intense tone, which determined more homogeneity in the development of the skin's yellow color (greater values of L* and croma). There was no effect of irradiation in papaya weight loss, occurrence of diseases, croma of flesh color, pH and total soluble solids contents.

O mamão é um fruto frágil, perecível, muito apreciado mundialmente. Para que a qualidade do mamão se mantenha da colheita até os consumidores, técnicas de conservação são utilizadas, sendo uma destas a aplicação de radiação gama. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação de irradiação gama em mamões colhidos em diferentes estádios de maturação com a intenção de aumentar a vida útil pós-colheita. Mamões foram colhidos em perfeitas condições de qualidade e selecionados pela coloração amarela em três fases distintas: maturação 0, ou início da coloração amarela; maturação 1, com estrias amarelas mais desenvolvidas, e maturação 2, com um terço da casca já amarelo. Metade destes foi irradiada com 0,75 kGy e a outra se tornou testemunhas. A análise se deu em quatro períodos de conservação sendo estes 1 DAI (dias após a irradiação sob refrigeração a 11 ± 1°C), 14 DAI, 14 DAI + 3 DTA (dias a temperatura ambiente a 24° ± 2°C) e 14 DAI + 6 DTA. Não houve diferença entre os mamões irradiados em diferentes estádios de maturação. A irradiação promoveu manutenção da firmeza do mamão e, portanto, retardo no amadurecimento; modificou a cor verde do mamão para tons mais claros e mais intensos o que determinou maior homogeneidade no desenvolvimento da cor amarela da casca (valores de brilho e croma maiores). Não houve efeito da irradiação na perda de massa, aparecimento de doenças, na cor interna dos frutos, no pH e no teor de sólidos solúveis.