Desenvolvimento e caracterização de filmes e coberturas à base de hidroxipropilmetilcelulose e nanopartículas de prata com propriedades antifúngicas para estender a vida pós colheita do mamão papaya (Carica papaya)

Abstract

O uso de filmes e coberturas produzidos de materiais biodegradáveis tem sido alvo de estudos para aumentar a vida de prateleira de frutas, uma vez que além de serem ambientalmente amigáveis, possuem a vantagem de poder incorporar aditivos em sua composição, auxiliando na manutenção da qualidade destes produtos. O objetivo deste trabalho foi produzir e caracterizar coberturas ativas à base de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) contendo nanopartículas de prata (NPAg) para posterior aplicação em mamão (Carica papaya). O efeito das NPAg nas propriedades reológicas e físico químicas das coberturas e filmes e suas propriedades antimicrobianas contra o desenvolvimento do fungo Colletotrichum gloeosporioides em mamão cv Papaya Golden foram avaliadas. Soluções formadoras de filmes (SFF) contendo diferentes concentrações de NPAg (0, 0,1, 0,25, 0,5 e 1,0 g de NPAg/100 g de HPMC) foram preparadas e caraterizadas quanto ao pH, propriedades reológicas, distribuição do tamanho de partícula e propriedades antifúngicas frente ao crescimento de Colletotrichum gloeosporioides. As SFF foram desidratadas, produzindo filmes nanoestruturados que foram caracterizados em relação a sua espessura, morfologia, composição química, permeabilidade ao vapor de água, ângulo de contato, cristalinidade, propriedades térmicas, mecânicas, ópticas e biodegradabilidade A melhor concentração de NPAg em termos de suas propriedades físico químicas e antimicrobianas foi aplicada em mamões Golden como cobertura a fim de avaliar as propriedades físico químicas dos mamões, assim como o crescimento do fungo Colletotrichum gloeosporioides durante 7 dias à 10°C e mais 7 dias à 20°C. Os mamões foram divididos em dois grupos, G1 e G2, sendo o primeiro composto por mamões sanitizados e o último por frutos não sanitizados. Ambos os grupos continham frutos Inoculados (I), Não Inoculados (NI), Controle Inoculado e Não Inoculado (CI e CNI), consistindo o controle em frutos sem a aplicação da cobertura. Após os 14 dias de armazenamento, a cobertura foi removida e os frutos avaliados quanto à cor. A adição de NPAg nos filmes à base de HPMC aumentou a rugosidade superficial dos filmes, tornando estes sistemas mais hidrofóbicos com a concentração de NPAg. Outras propriedades como permeabilidade ao vapor de água, propriedades mecânicas, solubilidade e biodegradabilidade dos filmes não foram alteradas com a adição das NPAg. Na sequência, a cobertura de HPMC-0,25% NPAg foi escolhida como o melhor material para prevenir o crescimento do Colletotrichum gloeosporioides no mamão, durante 14 dias de armazenamento. O conteúdo de sólidos solúveis totais e a firmeza nos mamões aumentou e diminuiu com o tempo de armazenamento, respectivamente. Além disso, a firmeza de todos os mamões dos dois grupos avaliados diminuiu. Após a remoção das coberturas, a alteração na coloração da casca das frutas voltou a ocorrer, indicando que a cobertura apenas atrasou, mas não parou completamente o processo de amadurecimento dos frutos.

Abstract: The use of films and coatings produced from biodegradable materials has been the subject of studies to increase the shelf life of fruits, since besides being environmentally friendly, they have the advantage of being able to incorporate additives in their composition, helping to maintain the quality of these products. The objective of this work was to produce and characterize active coatings based on hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) containing silver nanoparticles (NPAg) for later application on papaya (Carica papaya). The effect of NPAg on the rheological and physicochemical properties of coatings and films and their antimicrobial properties against the development of the fungus Colletotrichum gloeosporioides on papaya cv Papaya Golden were evaluated. Film-forming solutions (SFF) containing different concentrations of NPAg (0, 0.1, 0.25, 0.5 and 1.0 g of NPAg / 100 g of HPMC) were prepared and characterized in terms of pH, rheological properties, particle size distribution and antifungal properties against the growth of Colletotrichum gloeosporioides. The SFF were dehydrated, producing nanostructured films that were characterized in terms of thickness, morphology, chemical composition, water vapor permeability, contact angle, crystallinity, thermal, mechanical, optical properties and biodegradability. The best concentration of NPAg in terms of its physicochemical and antimicrobial properties was applied to Golden papayas as a coating in order to evaluate the physicochemical properties of papayas, as well as the growth of the fungus Colletotrichum gloeosporioides for 7 days at 10 ° C and another 7 days at 20 ° C. Papayas were divided into two groups, G1 and G2, the first consisting of sanitized papayas and the last of non-sanitized fruits. Both groups contained Inoculated (I), Non-Inoculated (NI), Control Inoculated and Non-Inoculated (CI and CNI) fruits, consisting the control in fruits without the application of coating. After 14 days of storage, the coating was removed and the fruits were evaluated for color. The addition of NPAg in the films based on HPMC increased the surface roughness of the films, making these systems more hydrophobic with the concentration of NPAg. Other properties such as water vapor permeability, mechanical properties, solubility and biodegradability of the films were not altered with the addition of NPAg. Afterwards, the coating of HPMC-0.25% NPAg was chosen as the best material to prevent the growth of Colletotrichum gloeosporioides in papaya, during 14 days of storage. The content of total soluble solids and firmness in papayas increased and decreased with the storage time, respectively. In addition, the firmness of all papayas in the two groups assessed decreased. After the removal of the coatings, the change in the color of the fruit peel occurred again, indicating that the coating only delayed, but did not completely stop the ripening process of the fruits.