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Abstract(s)
From the XX century onwards, the innovation of plastics brought a global revolution,
playing a fundamental role in improving comfort and practicality and minimizing food
waste. However, this breakthrough had substantial drawbacks, most notably widespread
pollution. The growing recognition of the damage caused by plastics to the ecosystem has
driven scientific research and the exploration of sustainable alternatives, with a
particular focus on food packaging. In the context of this complicated and diverse
challenge, the purpose of this investigation was to create and characterize k-carrageenan
films containing essential oils of Cymbopogon winterianus and Lavandula viridis. The
aim is to use these films to produce a biodegradable material that can extend the shelf
life of packaged foods. The essential oils were chemically characterized to identify and
quantify the total and predominant chemical compounds. The antioxidant and
antimicrobial properties of the essential oils have also been studied. The major
compound in C. winterianus essential oil is citronellal, which has significant antioxidant
activity, as demonstrated by the DPPH• assay and the ß-carotene bleaching test. This
essential oil performed well against Listeria monocytogenes LMG 16779, which suggests
it has antibacterial properties. The main composition of L. viridis essential oil is 1,8-
cineole, which performed well in the DPPH• evaluation and had lower values than the
previous essential oil in the ß-carotene bleaching test. This essential oil showed a similar
result to the previous one against the same strain for the antibacterial test. The
antioxidant, antibacterial, barrier and physical properties were studied for the films
produced. Changes in the composition of the films were evaluated using FTIR.
Carrying out tensile tests on the samples allowed us to infer that the films incorporated
with essential oils lost, in general, part of their resistance when compared to the control
film. In terms of antioxidant tests, the results for DPPH• were satisfactory, but the results
for C. winterianus were more promising in terms of ß-carotene, as less of it is needed to
exert an antioxidant effect. In antibacterial tests, the layer of action by L. monocytogenes
LMG 16779 is evident for both films. This result was validated with the anti-biofilm test,
through the formation of biofilms on the surface of the films, subsequently visualized in
the SEM, showing a clear reduction in the number of bacteria. Finally, a test was carried
out in a food model, in which sliced cheese samples were packaged with the films
produced, kept at 4ºC for 15 days, and then observed. The results showed that no visible
signs of rot or mold were found in the cheese.
A partir do século XX, a inovação dos plásticos trouxe uma revolução global, desempenhando um papel fundamental ao proporcionar conforto, praticidade e a redução de desperdício alimentar. No entanto, essa inovação também se revelou acompanhada de desvantagens significativas, em particular, a poluição ambiental generalizada. O crescente reconhecimento dos danos causados pelos plásticos no ecossistema, impulsionou a investigação científica e a exploração de alternativas sustentáveis, com o foco particular nas embalagens destinadas aos produtos alimentares. No contexto desta problemática complexa e multifacetada, o objetivo da presente dissertação é desenvolver e caracterizar filmes de k-carragenina contendo os óleos essenciais de Cymbopogon winterianus e Lavandula viridis. O intuito é a utilização destes filmes para produzir um material biodegradável com a capacidade de prolongar o tempo de prateleira dos alimentos embalados. Os óleos essenciais foram caracterizados quimicamente, para identificar e quantificar os compostos químicos totais e predominantes. As propriedades antioxidantes e antimicrobianas dos óleos essenciais foram também estudadas. O composto maioritário do óleo essencial C. winterianus é o citronelal, que possui atividade antioxidante significativa, como demonstrado pelo ensaio de DPPH• e o teste do branqueamento do ß-caroteno. Este óleo essencial teve um bom desempenho contra Listeria monocytogenes LMG 16779, o que sugere ter propriedades antibacterianas. O composto maioritário do óleo essencial de L. viridis é o 1,8-cineol, que teve um bom desempenho na avaliação do DPPH• e apresentou valores inferiores ao óleo essencial anterior no teste do branqueamento do ß-caroteno. Para o teste antibacteriano, este óleo essencial apresentou um resultado similar ao anterior contra a mesma estirpe. Para os filmes produzidos, estudaram-se as suas propriedades antioxidantes, antibacterianas, de barreira e as propriedades físicas. As mudanças na composição dos filmes foram avaliadas através de FTIR. A realização dos testes de tração nas amostras permitiu inferir que, os filmes incorporados com os óleos essenciais perderam, de modo geral, parte da sua resistência, quando comparados com o filme de controlo. Em termos de testes antioxidantes, os resultados para DPPH•foram satisfatórios, mas os resultados para C. winterianus foram mais promissores em termos de ß-caroteno, pois é necessária menor quantidade deste para exercer efeito antioxidante. Nos testes antibacterianos, a afinidade de ação pela L. monocytogenes LMG 16779 é evidente para ambos os filmes. Este resultado foi validado com o teste de anti-biofilme, através da formação de biofilmes na superfície dos filmes, posteriormente visualizados no SEM, mostrando a clara redução do número de bactérias. Por fim, realizou-se um ensaio num modelo alimentar, no qual amostras de queijo fatiado foram embaladas com os filmes produzidos, mantidas a 4ºC durante 15 dias, sendo depois observadas. Os resultados mostraram que não foram encontrados sinais visíveis de podridão ou mofo no queijo.
A partir do século XX, a inovação dos plásticos trouxe uma revolução global, desempenhando um papel fundamental ao proporcionar conforto, praticidade e a redução de desperdício alimentar. No entanto, essa inovação também se revelou acompanhada de desvantagens significativas, em particular, a poluição ambiental generalizada. O crescente reconhecimento dos danos causados pelos plásticos no ecossistema, impulsionou a investigação científica e a exploração de alternativas sustentáveis, com o foco particular nas embalagens destinadas aos produtos alimentares. No contexto desta problemática complexa e multifacetada, o objetivo da presente dissertação é desenvolver e caracterizar filmes de k-carragenina contendo os óleos essenciais de Cymbopogon winterianus e Lavandula viridis. O intuito é a utilização destes filmes para produzir um material biodegradável com a capacidade de prolongar o tempo de prateleira dos alimentos embalados. Os óleos essenciais foram caracterizados quimicamente, para identificar e quantificar os compostos químicos totais e predominantes. As propriedades antioxidantes e antimicrobianas dos óleos essenciais foram também estudadas. O composto maioritário do óleo essencial C. winterianus é o citronelal, que possui atividade antioxidante significativa, como demonstrado pelo ensaio de DPPH• e o teste do branqueamento do ß-caroteno. Este óleo essencial teve um bom desempenho contra Listeria monocytogenes LMG 16779, o que sugere ter propriedades antibacterianas. O composto maioritário do óleo essencial de L. viridis é o 1,8-cineol, que teve um bom desempenho na avaliação do DPPH• e apresentou valores inferiores ao óleo essencial anterior no teste do branqueamento do ß-caroteno. Para o teste antibacteriano, este óleo essencial apresentou um resultado similar ao anterior contra a mesma estirpe. Para os filmes produzidos, estudaram-se as suas propriedades antioxidantes, antibacterianas, de barreira e as propriedades físicas. As mudanças na composição dos filmes foram avaliadas através de FTIR. A realização dos testes de tração nas amostras permitiu inferir que, os filmes incorporados com os óleos essenciais perderam, de modo geral, parte da sua resistência, quando comparados com o filme de controlo. Em termos de testes antioxidantes, os resultados para DPPH•foram satisfatórios, mas os resultados para C. winterianus foram mais promissores em termos de ß-caroteno, pois é necessária menor quantidade deste para exercer efeito antioxidante. Nos testes antibacterianos, a afinidade de ação pela L. monocytogenes LMG 16779 é evidente para ambos os filmes. Este resultado foi validado com o teste de anti-biofilme, através da formação de biofilmes na superfície dos filmes, posteriormente visualizados no SEM, mostrando a clara redução do número de bactérias. Por fim, realizou-se um ensaio num modelo alimentar, no qual amostras de queijo fatiado foram embaladas com os filmes produzidos, mantidas a 4ºC durante 15 dias, sendo depois observadas. Os resultados mostraram que não foram encontrados sinais visíveis de podridão ou mofo no queijo.
Description
Keywords
Cymbopogon Winterianus Embalagem Alimentar Filmes K-Carragenina Lavandula Viridis