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– O projeto de pesquisa da UE com a participação da Universidade de Hohenheim está procurando por novos aditivos alimentares sustentáveis e materiais de embalagem feitos de algas marinhas.
Minapim by Hernan Valenzuela: As algas marinhas já são utilizadas pela indústria como fonte de matéria-prima para estabilizantes ou espessantes e gelificantes como ágar, alginato e carragenina. A pesquisa está cada vez mais interessada em seu potencial como fornecedor de carboidratos para bioplásticos.
Estes não são apenas biodegradáveis, mas com propriedades adicionais podem ajudar a garantir que os alimentos embalados neles tenham uma vida útil mais longa. No entanto, os processos usuais de extração são atualmente muito ineficientes.
No projeto de pesquisa financiado pela UE BIOCARB-4-FOOD, os pesquisadores agora procuram processos mais sustentáveis para a extração de carboidratos das chamadas macroalgas, ou seja, grandes tipos de algas e também algas marinhas.
Ao fazer isso, eles investigam a questão de como essas substâncias podem ser obtidas a partir da matéria-prima, “Procuramos recursos naturais alternativos, como algas e plantas marinhas. Não só porque são abundantes, mas também porque têm um grande número de conexões potencialmente interessantes ”, explica o Dr. Amparo Lopez-Rubio do Instituto de Agroquímica e Tecnologia de Alimentos – IATA-CSIC de Valência, Espanha, e coordenador do projeto BIOCARB-4-FOOD.
“A indústria de algas já está gerando vendas de cerca de 7,4 bilhões de dólares (cerca de 6,3 bilhões de euros) em todo o mundo – e a tendência é crescente. Por causa de suas propriedades físico-químicas e biológicas especiais, é crescente o interesse das indústrias alimentícia e farmacêutica em compostos extraídos de algas ”, explica o Dr. Nadja Reinhardt, do Centro de Pesquisa de Bioeconomia da Universidade de Hohenheim, que assumiu a comunicação do projeto.
Uma das tarefas do BIOCARB-4-FOOD é produzir novos tipos de extratos que possam ser usados como ingredientes alimentares – muito além do uso como agentes gelificantes ou espessantes. Por causa das propriedades específicas desses carboidratos de algas, também conhecidos como ficocolóides, os cientistas também veem o potencial de usá-los como materiais de embalagem inteligentes.
Fazendo melhor uso do potencial – para mais sustentabilidade e competitividade
No entanto, os métodos atuais de extração de carboidratos de algas são extremamente ineficientes, tanto em termos de tempo de processamento quanto de consumo de água e energia. Além disso, a biomassa restante – geralmente muito mais do que 50% da matéria-prima – é usada como composto ou simplesmente descartada como resíduo orgânico.
A principal tarefa dos cientistas no projeto BIOCARB-4-FOOD é, portanto, por um lado, pesquisar novos métodos de extração ecologicamente corretos e mais eficientes, como ultrassom, microondas e enzimas, e combiná-los entre si para otimizar o processo.
Por outro lado, a eficiência dos recursos deve ser melhorada com o aproveitamento da biomassa remanescente após a extração, ainda rica em compostos bioativos, para a produção de carboidratos e fibras como celulose e nanocelulose.
Os pesquisadores não ficam de olho apenas nos tipos de algas marinhas que já são utilizadas comercialmente, mas também nas matérias-primas que até agora têm pouco ou nenhum uso, como as algas. A utilização mais eficiente das matérias-primas deverá também contribuir para melhorar a competitividade das empresas de algas, algas marinhas, produtos alimentares e não alimentares na UE.
Por fim, os produtos resultantes são examinados quanto às suas propriedades, como estrutura, bioatividade, toxicidade e usabilidade tecnológica e a sustentabilidade dos processos é verificada por meio de uma avaliação do ciclo de vida.
Resultados promissores
Os resultados do BIOCARB-4-FOOD até agora são promissores: experimentos com a alga vermelha Gelidium sesquipedale do Mediterrâneo mostram que a extração do ágar pode ser consideravelmente simplificada se o tratamento com água quente for combinado com ultra-som. Em comparação com os métodos convencionais, o tempo de extração pode ser reduzido por um fator de quatro – e isso sem prejudicar significativamente o rendimento da extração e as propriedades físico-químicas dos produtos.
Os tempos de extração mais curtos e o melhor rendimento não apenas reduzem as emissões e os custos: os cálculos iniciais mostram que a pegada ecológica da produção de ágar é reduzida para cerca de um quinto.
“Infelizmente, até agora só conseguimos testar isso em escala de laboratório”, lamenta o Dr. Lopez-Rubio. “As empresas envolvidas em nosso consórcio estão trabalhando em um upscaling para que os resultados alcançados em nossos laboratórios também sejam transferidos para a produção industrial.”
Plásticos feitos de algas
A maior parte dos alimentos que consumimos hoje é embalada em plástico – com os problemas familiares: este plástico geralmente é obtido a partir do petróleo bruto de recursos limitados. Também tem um grande impacto no meio ambiente, pois a maioria dos resíduos plásticos leva mais de 400 anos para se decompor. Até mesmo o chamado plástico compostável, por exemplo feito de amido, requer temperaturas ou umidade mais altas para se decompor do que em condições naturais.
Os pesquisadores da BIOCARB-4-FOOD estão, portanto, trabalhando em embalagens de alimentos mais sustentáveis que tenham as propriedades mecânicas e químicas necessárias.
Dr. Lopez-Rubio explica: “Temos que buscar fontes alternativas de matéria-prima que não concorram com a produção de alimentos. Esta é a razão pela qual os recursos marinhos, como algas e algas marinhas, são muito interessantes. Eles se reproduzem muito rapidamente, crescem em uma ampla variedade de ambientes e, como fonte alternativa de biomassa para bioplásticos, não interferem na produção de alimentos. “
Mesmo os restos de extrações industriais podem ser usados, porque a biomassa restante ainda contém compostos bioativos suficientes para fazer novos extratos e fibras com base em carboidratos, por exemplo, celulose e nanocelulose, que podem ser usados para o desenvolvimento de materiais de embalagem biodegradáveis, que foram testados com sucesso no laboratório IATA-CSIC.
Novos processos de extração levam a embalagens mais sustentáveis.
Na indústria, os extratos de ágar altamente purificados são usados principalmente, o que está associado a um alto consumo de produtos químicos. Se as etapas de limpeza forem reduzidas, não só diminui o consumo de produtos químicos: também são criados produtos com novas propriedades, pois proteínas ou compostos polifenólicos permanecem nas matérias-primas.
Extratos de ágar menos purificados de G. sesquipedaleassim, possuem funções adicionais, como propriedades antioxidantes e antimicrobianas, que os tornam interessantes para diversas aplicações em alimentos: os filmes plásticos, feitos a partir desses extratos, liberam substâncias bioativas e podem, assim, contribuir para a preservação dos alimentos, por exemplo, retardando a deterioração das frutas.
Além disso, essas folhas podem remover um dos principais obstáculos ao uso do ágar na indústria de embalagens de alimentos: elas são muito mais resistentes à umidade do que as folhas feitas com ágar altamente purificado.
Bioplásticos de resíduos indesejados de algas – às vezes melhores do que aqueles feitos de petróleo
Uma boa possibilidade de reciclagem também está surgindo para os resíduos da grama Netuno do Mediterrâneo ( Posidonia oceanica ). Essa planta às vezes se acumula em massa nas praias, o que tem efeitos negativos no turismo e altos custos de destinação final para as comunidades afetadas.
No entanto, os ingredientes desse resíduo de Posidonia têm grande potencial para o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis, que também é respaldado por uma patente proprietária: Eles são uma excelente fonte da chamada lignocelulose. Como aditivo na fabricação de bioplásticos à base de amido, leva a uma melhoria significativa nas propriedades mecânicas.
Posidonia celulose também pode ser adicionada a plásticos convencionais para melhorar várias funções importantes da embalagem de alimentos, como barreiras de gás e vapor d’água e propriedades térmicas ou mecânicas. Juntamente com uma variedade de substâncias bioativas nos extratos de Posidonia, que têm uma alta capacidade antioxidante, essas propriedades também ajudam a manter os alimentos mais frescos por mais tempo.
BIOCARB-4-FOOD é coordenado pelo Dr. Amparo Lopez-Rubio do Instituto de Agroquímica e Tecnologia de Alimentos (Instituto de Agroquímica e Tecnologia de Alimentos, IATA-CSIC) da Espanha. Outros parceiros são Teagasc, a Agência Irlandesa para Agricultura e Desenvolvimento Alimentar, o instituto de pesquisa norueguês Nofima e a rede sueca de centros de pesquisa RISE. O Centro de Pesquisa em Bioeconomia da Universidade de Hohenheim assumiu a comunicação.
BIOCARB-4-FOOD, um projeto ERA-NET SusFood2, tem um orçamento de um milhão de euros e vai de setembro de 2018 a setembro de 2021.
Mais informações:
Página inicial do BIOCARB-4-FOOD: https: //www.biocarb4food. eu SUSFOOD:https://susfood-db-era.net/main/content/biocarb-4-food
Fonte: University of Hohenheim
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