Análise dinâmico-mecânica: aplicações em filmes comestíveis

Quim. Nova, Vol. 31, No. 2, 384-393, 2008 ANÁLISE DINÂMICO-MECÂNICA: APLICAÇÕES EM FILMES COMESTÍVEIS

Revisão

Oscar Mendieta-Taboada* Departamento de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Nacional de San Martín, Jr. Amorarca s/n, Tarapoto – Perú Rosemary A. de Carvalho e Paulo José do A. Sobral Departamento de Engenharia de Alimentos, Faculdade deZootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Av. Duque de Caxias Norte, 225, 13635-900 Pirassununga – SP, Brasil Recebido em 29/1/07; aceito em 14/6/07; publicado na web em 26/2/08

DYNAMIC-MECHANICAL ANALYSIS: APPLICATIONS IN EDIBLE FILM TECHNOLOGY. Edible films are thin materials based on biopolymers and food additives. The aim of this work is a review on the application ofdynamic mechanical analysis in edible film technology. After a brief review of the linear visco-elasticity theory, a description of some practical aspects related to dynamic mechanical analysis, such as sample fixation and sample dehydration during analysis and types and modes of tests are presented. Thus, the use of temperature scanning analysis for glass transition and for plasticizer-biopolymercompatibility studies and frequency scanning tests, less common in edible film technology, are critically reviewed. Keywords: biopolymers; glass transition; master curve.

INTRODUÇÃO Filmes comestíveis são utilizados há muito tempo para proteger produtos alimentícios perecíveis da deterioração e da perda de qualidade1. Nas últimas duas décadas, a quantidade de pesquisas com enfoque nodesenvolvimento e caracterização de materiais biodegradáveis e, particularmente, filmes comestíveis, têm aumentado substancialmente, devido às questões de impacto ambiental envolvendo as embalagens sintéticas2. Um outro argumento que justifica esse incremento nas pesquisas é o uso de polímeros de fontes renováveis3. Segundo Gontard e Guilbert4, a utilização de biopolímeros, isto é, polímeros de origembiológica, na produção de embalagens biodegradáveis, pode ser feita de três maneiras: através de mistura de biopolímeros com polímeros sintéticos, o que provoca um aumento da biofragmentação da embalagem e, conseqüentemente, seu desaparecimento da natureza; uso de produtos ou subprodutos agropecuários como substratos na produção de biopolímeros via fermentação (ex. produção de PHB) e, o uso debiopolímeros diretamente na produção de filmes. Neste último caso se encontram os filmes comestíveis. Portanto, filmes comestíveis são materiais finos e flexíveis elaborados com macromoléculas biológicas capazes de formar uma matriz contínua, contendo aditivos de grau alimentício. Vários tipos de filmes comestíveis têm sido desenvolvidos, em escala de laboratório, utilizando-se polissacarídeos5 e proteínas6,7como biopolímeros. De maneira geral, esses filmes têm sido caracterizados para estudo das suas propriedades funcionais e/ou físicas, com destaque para as propriedades mecânicas, propriedades de barreira (vapor de água, O2, CO2 e etileno), solubilidade em água, cor, opacidade, entre outras. Um número considerável de trabalhos de revisão sobre propriedades físicas e/ou funcionais de filmescomestíveis encontra-se disponível na literatura especializada8-13. De maneira geral, o comportamento das principais propriedades desses filmes comestíveis tem sido explicado, por exemplo,
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em termos micro-estruturais, de composição da sua matéria seca e da transição vítrea do material14. Nesse particular, sabe-se que a compatibilidade dos componentes é de grandeimportância para a característica dos filmes, pois pode afetar de maneira drástica as propriedades dos filmes obtidos. Muitos equipamentos e métodos físico-químicos têm sido empregados nesses estudos, dentre os quais se pode destacar a análise dinâmico-mecânica (DMA), também denominada análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), usada para relacionar as propriedades macroscópicas, tais como as...