Cera de carnaúba com nanotecnologia aumenta tempo de prateleira de frutos

Nanoemulsão feita com cera de carnaúba forma uma barreira contra a perda de umidade, troca de gases e ação de microrganismos.

Uma nanoemulsão de cera de carnaúba usada em experimentos com mamão, laranja, tangerina e tomate demonstrou ser uma ferramenta promissora no revestimento de frutos por formar uma barreira contra a perda de umidade, troca de gases e ação microbiana.

O composto reforçado com nanopartículas foi capaz de preservar a qualidade e prolongar o tempo de vida dos frutos em 15 dias a mais, em média, comparado ao revestimento convencional que não conta com a adição das partículas ultrafinas. Nesses casos, o tempo de prateleira varia de acordo com o fruto e com a temperatura em que é conservado. O mamão, por exemplo, dura até duas semanas com revestimento convencional.

Tecnologia para redução de perdas O Brasil é um dos principais produtores de frutas e hortaliças, mas é também um dos dez países que mais desperdiçam comida no mundo. As perdas giram em torno de 40%, o que faz da nanoemulsão uma alternativa para a conservação pós-colheita de frutos em geral e redução do desperdício.

A vantagem é que a matriz usada, a cera de carnaúba, é um produto mais disponível, extraído das folhas da palmeira da carnaubeira, espécie natural da região Nordeste do País. Além disso, é reconhecida como substância segura ao consumo humano pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa).

Premiação Por sua pesquisa, Marcela Miranda ganhou o prêmio de melhor pôster no V Simpósio Internacional de Patologia Pós-Colheita, realizado no mês de maio na Bélgica, com o trabalho “Atividades antifúngicas de óleo essencial e extratos de Zingiber Officinale Roscoe em patógenos pós-colheita”.

“Em todos os ensaios, os frutos revestidos com a nanoemulsão demonstraram menor perda de massa, quando comparados a frutos não revestidos e àqueles com emulsões comerciais”, relata Marcela Miranda que realizou o estudo durante o curso de mestrado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). O trabalho continua em seu doutorado na Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Unesp) nos laboratórios de Pós-Colheita da Embrapa Instrumentação.

“Observamos também que o tempo de conservação com nanoemulsão foi maior com consequente manutenção da firmeza, assim como menor incidência em podridões”, revela. Ela atribuiu o resultado à adequada troca gasosa, durante a qual não ocorreram processos fermentativos, como aqueles observados em ceras de origem sintética.

Além de constatar que a síntese de emulsão de cera de carnaúba na forma de nanoemulsão é possível, os ensaios de análise sensorial demonstraram que os frutos revestidos com as partículas ultrafinas foram os preferidos e mais aceitos para o consumo nas formas in natura e processada. Os pesquisadores acreditam que a escolha se deve à aparência visual conferida pelo menor tamanho de partícula do revestimento.

Lançamento A solução tecnológica será lançada na 26ª edição da Hortitec, feira que terá início nesta quarta-feira (26), em Holambra (SP), e encerramento na sexta-feira (28). A tecnologia está alinhada a uma das metas dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas: reduzir pela metade o desperdício per capita de alimentos no mundo até 2030.

 Desenvolvido pela Embrapa Instrumentação (SP) em parceria com a empresa Tanquímica, o estudo sobre a nanoemulsão teve início em 2013 com trabalhos de estudantes orientados pelo pesquisador da Embrapa Marcos David Ferreira em cursos de graduação, modalidade iniciação científica, mestrado e doutorado. “As coberturas comestíveis são aplicadas em finas camadas de material sobre os alimentos, na forma de gel, por imersão ou pulverização. Após a evaporação do solvente, uma fina película sobre a superfície é formada”, explica.

A pesquisa focou na elaboração, caracterização e obtenção de revestimentos repelentes à água (hidrofóbicos) nanoestruturados e comparação com revestimento convencional. Os revestimentos hidrofóbicos são feitos geralmente à base de lipídeos ou proteínas. Essas superfícies são eficientes barreiras controladoras de gases e umidade. Os experimentos para revestimento dos frutos foram realizados em diferentes concentrações e armazenados em temperaturas acima de 20 graus, por diversos períodos de tempo.

A diretora de Pesquisa e Desenvolvimento da Tanquímica, Marilene De Mori Morselli Ribeiro, disse que a nanoemulsão será disponibilizada via contrato para empresas interessadas e será destinada ao mercado de frutas e hortaliças.

“Prevemos uma produção e fornecimento de 360 toneladas ao ano, porque a Tanquímica - com sede em Laranjal Paulista (SP) e filiais em Franca (SP) e Novo Hamburgo (RS) possui a infraestrutura necessária para atender a demanda do mercado”, afirma.

O que são nanoemulsões? Nanoemulsões são emulsões que contém partículas com raio entre 10 a 100 nanômetros, podem ser transparentes ou ligeiramente turvas, devido ao fato de seu tamanho ser muito pequeno se comparado ao comprimento de onda da luz. Ferreira explica que a presença de nanopartículas atribui potenciais vantagens em relação às emulsões convencionais. A nanoemulsão apresenta maior da agregação das partículas e alta transparência óptica, por exemplo, entre outras características técnicas de interesse. E emulsões? As emulsões são sistemas que contêm uma fase dispersa e uma fase dispersante, e podem ser classificadas de acordo com a organização espacial das fases oleosas e aquosas. Um sistema de gotículas de óleo dispersas dentro de uma fase aquosa é nomeado como uma emulsão óleo em água (O/W do inglês oil-in-water), enquanto um sistema que consiste em gotas de água dispersas numa fase de óleo é classificado como uma emulsão água-em-óleo (W/O). O composto das gotículas é normalmente chamado como fase dispersa, já o líquido circundante das gotículas é denominado como a fase contínua.

 A cera de carnaúba

Embora já usada para coberturas convencionais de alimentos desde 1930 para minimizar a perda de umidade, reduzir a abrasão da superfície do fruto durante o seu manuseio, melhorar a integridade mecânica e controlar a composição gasosa interna dos frutos, a cera de carnaúba foi pouco estudada para a formação de revestimentos nanoestruturados.

“Entre as características mecânicas desejáveis de uma nanoemulsão está a formação de revestimentos contínuos, com poucas falhas, além da plasticidade das películas formadas, pois, ao longo do tempo, os frutos sofrem redução de sua massa necessitando de materiais que se ajustem a isso”, esclarece.

Outro benefício é que os revestimentos podem ser carregados com nanopartículas com ação bactericida, fungicida, além de melhorar a estabilidade mecânica da superfície.

“A introdução de nanopartículas em uma matriz polimérica pode promover, principalmente, melhoras nas propriedades mecânicas - resistência à tração e ruptura - e de barreira - permeabilidade a gases e a vapor d‟água -  e pode atuar, dependendo da composição, como agente antimicrobiano”, conta.

Segundo o pesquisador, no uso de coberturas diretamente depositadas em frutas e hortaliças, as películas de espessura nanométrica podem manter as propriedades sensoriais do fruto (sabor, cor, etc.).

Desenvolvido com sucesso dentro do conceito de inovação aberta, o estudo envolveu recursos de cerca de R$ 200 mil entre bolsas e auxílio à pesquisa. Além da Tanquímica, a solução tecnológica recebeu apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Perda de água compromete aparência Os frutos estudados apresentam elevado percentual de água, são altamente perecíveis e sujeitos às variações de temperatura e umidade relativa do ambiente. A perda de água, que ocorre por processos transpiratórios e respiratórios, além de ocasionar redução de peso, ao murchar, pode comprometer a aparência e influenciar negativamente a comercialização. De acordo com cálculos da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO), um terço da produção total de alimentos do planeta – cerca de 1,3 bilhão de toneladas - vai para o lixo. O volume é suficiente para alimentar dois bilhões de pessoas. O pesquisador explica que frutas e hortaliças são tecidos vivos, que apresentam em média 90% de água em peso, porém, quando perdem a camada protetora natural da epiderme, a água começa evaporar rapidamente e os produtos adquirem aspecto desidratado, perdendo a qualidade visual. Assim, a reposição da camada protetora por meio de recobrimento da superfície de frutos tem sido utilizada para reduzir a perda de água, difusão de gases; perda de sabores e aromas, propiciando a manutenção da qualidade física e química. No tomate in natura, por exemplo, a qualidade é determinada pela aparência – cor, aspecto visual, firmeza, sabor e valor nutritivo. Mas o fruto apresenta altas taxas de perdas pós-colheita, causadas por injúrias mecânicas, armazenamento, manuseio e transporte impróprios e longos períodos de exposição no varejo. “Portanto, minimizar a perda de massa do produto é importante não apenas para evitar prejuízos econômicas, mas também para manter o produto em condições de comercialização”, lembra Ferreira. A aplicação de ceras auxilia na redução das perdas pós-colheita, em especial quando realizada em conjunto com outras práticas, como seleção de variedades, manuseio e beneficiamento adequado, controle de doenças na pós-colheita e operações de embalagens apropriadas no armazenamento.