A embalagem é essencial para preservar e distribuir muitos tipos de alimentos, mas muitas vezes incorpora plástico – restos dos quais já poluem muito o planeta, representando uma ameaça à vida selvagem e contaminando a água potável e o solo. Agora, os pesquisadores dizem que desenvolveram uma substância não tóxica, revestimento alimentar biodegradável e antimicrobiano que poderia reduzir o desperdício de alimentos e doenças transmitidas por alimentos sem adicionar plástico ao meio ambiente. Um novo estudo mostra que este material pode ser pulverizado de forma eficaz em peças individuais de produtos, como frutas ou legumes. Removê-lo é tão simples quanto enxaguar com água.
Protegendo itens comestíveis de bactérias e outros microorganismos reduz a deterioração, que é um fator importante para que os alimentos sejam jogados fora. E esse tipo de resíduo é um causa raiz da fome mundial: todo ano cerca de um terço dos alimentos produzidos em todo o mundo vão para o lixo. Essa não é a única razão para proteger os produtos de germes – alguns microorganismos também são fontes de doenças, incluindo listeriose e Escherichia coli envenenamento. As doenças transmitidas por alimentos causam mais de 420.000 mortes estimadas em todo o mundo anualmente.
Infelizmente, embalar alimentos para preservá-los também contribui enormemente para o plástico ambiental. “A embalagem dos alimentos é definitivamente inimigo número um quando se trata de poluição plástica”, diz Win Cowger, cientista ambiental do Moore Institute for Plastic Pollution Research, que não esteve envolvido no novo estudo. “Podemos ver globalmente que as embalagens de alimentos são o material plástico mais abundante no meio ambiente.” Embora o novo revestimento substitua apenas uma parte da embalagem – não tocaria alguns dos maiores infratores, como garrafas de água e tampas de copos de café – Cowger diz que qualquer passo para reduzir a poluição plástica é bom.
Os plásticos podem permanecer no meio ambiente por muito tempo – potencialmente para sempre – mas o novo revestimento é biodegradável. Isso se deve ao seu ingrediente principal: pululano, uma fibra comestível que é “geralmente reconhecida como segura” (GRAS) pela Food and Drug Administration dos EUA. O revestimento também incorpora os agentes antimicrobianos de origem natural ácido cítrico e óleo de tomilho, bem como um composto produzido por bactérias chamado nisina, todos amplamente considerados seguros para consumo humano nas quantidades envolvidas. É descrito em um novo estudo publicado esta semana na Comida Natural.
Os pesquisadores do estudo usaram um sistema de fabricação chamado fiação a jato rotativo focada, ou FRJS, para gerar fibras com antimicrobianos e aplicá-las aos alimentos. O bioengenheiro da Universidade de Harvard e coautor do estudo, Huibin Chang, compara o sistema FRJS a uma máquina de algodão doce, que gira rapidamente o açúcar derretido para conduzi-lo através de pequenos orifícios, produzindo fios finos que podem ser enrolados em um cone de papel. A FRJS também cria um fluxo focado de fibras diáfanas (feitas de pululano, neste caso, em vez de açúcar aromatizado) que podem ser enroladas em um alimento – um abacate, por exemplo. Mas o FRJS – desenvolvido no laboratório de Harvard do coautor do estudo e bioengenheiro Kit Parker, onde Chang é pesquisador – não foi originalmente projetado para aplicações em alimentos. “Quando criamos essa tecnologia, a usamos para engenharia de tecidos”, diz Chang. Por exemplo, ele explica, a FRJS desempenhou um papel em seu trabalho anterior construindo modelos tridimensionais de certas estruturas cardíacas.
Os pesquisadores testaram o revestimento em abacates porque essas frutas são especialmente propensas ao amadurecimento desigual e à decomposição pós-colheita. Depois de ser depositado em um abacate via FRJS, o revestimento não tóxico de pululano pode ser facilmente enxaguado em uma pia e levado pelo ralo, descobriu o estudo. “Você pode embalar o abacate na fazenda e prolongar a vida útil, e depois lavar o revestimento”, diz o coautor do estudo Philip Demokritou, pesquisador de nanoaerossóis da Universidade Rutgers e Harvard. Mesmo que o próprio objeto tratado seja descartado, seu revestimento se degradará no solo em cerca de três dias, segundo os cientistas.
A equipe também testou o quanto o revestimento melhorou a segurança alimentar. Quando os pesquisadores o colocaram contra patógenos comuns de origem alimentar, incluindo E. coli, Listeria inofensiva e Aspergillus fumigatus, eles viram uma redução nas populações bacterianas e fúngicas. Eles também descobriram que os abacates com o revestimento eram menos propensos a apodrecer: apenas 50% dessas frutas estragaram ao longo de uma semana, em comparação com 90% dos produtos não revestidos. E os abacates revestidos eram mais propensos a manter sua cor interna verde.
Embora este não seja o primeiro revestimento antimicrobiano de alimentos, os pesquisadores acreditam que criaram a opção mais eficaz e fácil de descartar até o momento. Eles afirmam que a tecnologia de pulverização requer menos material de partida, tornando-a mais eficiente do que à base de fibra de seda revestimentos, que exigem que os alimentos sejam primeiro mergulhados no material e depois secos. Outras tentativas de embalagens de alimentos sem plástico envolveram filmes à base de celulose; estes não podem ser enxaguados e alguns até precisam ser reciclados.
A equipe está atualmente trabalhando na ampliação do processo de revestimento para tratar vários produtos de uma só vez, diz Chang. Os cientistas estão considerando várias opções, incluindo um sistema baseado em linha de montagem, mas isso ainda está nos estágios iniciais de planejamento.
O revestimento também pode precisar passar por mais testes de segurança, sugere Nishad Jayasundara, toxicologista ambiental da Duke University, que não esteve envolvido no estudo. “Como toxicologista”, diz ele, “o pensamento principal sempre que você vê um produto recém-sintetizado é ‘Sabemos o suficiente sobre ele?’” Por exemplo, embora os materiais iniciais do revestimento não sejam tóxicos, lavá-los pelo ralo pode torná-los se decompõem em subprodutos inesperados.
Jayasundara diz que geralmente é encorajado pelos novos resultados do estudo. “É sempre muito emocionante quando você tem material biodegradável que pode substituir ou reduzir os plásticos em qualquer nível possível”, diz ele. Mas ele está hesitante em comemorar ainda. Embora o FDA tenha dado ao pullulan a designação GRAS da agência, Jayasundara adverte que sempre que houver modificações em um material – mesmo com aditivos naturais, como os antimicrobianos que os pesquisadores usaram – é importante avaliar sua segurança para a saúde humana usando uma série de testes.
“Quando pensamos em plásticos, eles eram considerados moléculas bastante seguras”, observa Jayasundara. “Mas com o tempo percebemos: ‘Ah, na verdade, não, não é esse o caso.’ Agora sabemos que os plásticos em todos os níveis, independentemente do tamanho, têm efeitos em nível celular, efeitos em nível molecular e efeitos em nível de ecossistema”.
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