Influência de diferentes métodos de incorporação de óleo essencial de melaleuca nas propriedades físicas, térmicas e antimicrobianas de filmes de amido de milho

Abstract

Filmes poliméricos à base de amido, plastificantes e óleos essenciais constituem uma alternativa de embalagem ativa, apresentando propriedades antimicrobianas. Entretanto, a incorporação dos óleos essenciais torna-se desafiadora pela sua volatilidade. O óleo essencial de melaleuca foi escolhido por ser pouco utilizado em filmes de amido. Portanto, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar duas metodologias distintas na incorporação do óleo essencial de melaleuca, analisando as propriedades físicas, térmicas e antimicrobianas dos filmes obtidos. Foram desenvolvidos filmes de amido de milho pelo método de casting, utilizando-se glicerol e sorbitol como plastificantes. Avaliaram-se duas metodologias para incorporação do óleo essencial de melaleuca nas concentrações de 2 e 4% em massa. Na metodologia A, o amido foi moído antes da incorporação do óleo, enquanto na metodologia B, adicionou-se o surfactante tween 80 juntamente ao óleo essencial. Inicialmente foi realizada a análise da concentração mínima inibitória (CIM) e bactericida mínima (CBM), além do teor de amilose do amido. Na sequência, os filmes foram caracterizados quanto à espessura, umidade, absorção de água, solubilidade, análise termogravimétrica e espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier (FTIR). A CIM e a CBM do óleo essencial de melaleuca foram de 0,39% e 0,78%, respectivamente, tanto para Salmonella quanto para Escherichia coli. Para Staphylococcus aureus não houve inibição. Contudo, quando incorporado aos filmes, o óleo essencial não apresentou atividade inibitória contra as bactérias testadas. Os filmes apresentaram espessura entre 0,15 mm e 0,20 mm, teor de umidade de 15,35% a 18,21%, absorção de água entre 52,20% e 77,47% e solubilidade em água de 18,88% a 21,86%. Os filmes com maior percentual de óleo essencial, na metodologia A, apresentam melhores propriedades físicas, maior estabilidade térmica e maior temperatura de degradação, com melhor distribuição homogênea do óleo na matriz polimérica, conforme FTIR. Assim, concluiu-se que a incorporação de óleo essencial de melaleuca melhorou as propriedades físicas, químicas e térmicas dos filmes. A metodologia A mostrou-se mais promissora, destacando-se o filme FA_MetA_OE4, embora necessite de alguns ajustes para otimizar a atividade antimicrobiana.

Polymeric films based on starch, plasticizers, and essential oils constitute an active packaging alternative, exhibiting antimicrobial properties. However, the incorporation of essential oils becomes challenging due to their volatility. Melaleuca essential oil was chosen because it is rarely used in starch films. Therefore, the objective of this work is to evaluate two distinct methodologies for incorporating melaleuca essential oil, analyzing the physical, thermal, and antimicrobial properties of the resulting films. Corn starch films were developed using the casting method, employing glycerol and sorbitol as plasticizers. Two methodologies for incorporating melaleuca essential oil at concentrations of 2% and 4% by mass were evaluated. In methodology A, the starch was ground before incorporating the oil, while in methodology B, the surfactant tween 80 was added along with the essential oil. Initially, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC), as well as the amylose content of the starch, were analyzed. Subsequently, the films were characterized in terms of thickness, moisture content, water absorption, solubility, thermogravimetric analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The MIC and MBC of melaleuca essential oil were 0.39% and 0.78%, respectively, for both Salmonella and Escherichia coli. No inhibition was observed for Staphylococcus aureus. However, when incorporated into the films, the essential oil did not show inhibitory activity against the tested bacteria. The films had a thickness between 0.15 mm and 0.20 mm, a moisture content of 15.35% to 18.21%, water absorption between 52.20% and 77.47%, and water solubility of 18.88% to 21.86%. Films with a higher percentage of essential oil, in methodology A, exhibit better physical properties, greater thermal stability, and a higher degradation temperature, with better homogeneous distribution of the oil in the polymeric matrix, according to FTIR. Thus, it was concluded that the incorporation of melaleuca essential oil improved the physical, chemical, and thermal properties of the films. Methodology A proved to be more promising, with the FA_MetA_OE4 film standing out, although it needs some adjustments to optimize antimicrobial activity.