Research and characterization of new materials for the production of edible coatings

Abstract

Tropical fruits are subjected to great losses from harvest to consumption. The main objective of this work was to research and characterize new materials as galactomannans and determine the optimal composition of galactomannan-based coatings in view of their application to extend the shelf life of several tropical fruits. Galactomannans extracted from seeds of Caesalpinea pulcherrima, Adenanthera pavonina, Gleditsia triacanthos and Sophora japonica were characterized as coatings for five tropical fruits: acerola (Malpighia emarginata), cajá (Spondias lutea), mango (Mangifera indica), pitanga (Eugenia uniflora) and seriguela (Spondias purpurea). The intrinsic viscosity of galactomannans solutions with and without glycerol, were determined. The surface properties of fruits was determined, and different formulations of aqueous galactomannan solutions (0.5 %, 1.0 % and 1.5 %) with glycerol (1.0 %; 1.5 % and 2.0 %) were tested in terms of wettability on the five fruits. To analyse the capacity of the galactomannans to decrease the fungal growth, tests using four strains of fungi were performed with: Penicillium commune, Penicillium crustosum, Penicillium roqueforti and Botrytis cinerea. The galactomannan that demonstrated to provide a more significant fungal inhibition was G. triacanthos. The C. pulcherrima seed galactomannan was analysed to determine its sub-chronic toxicity in mice, measuring the evolution of weight, glycemic levels and total cholesterol levels during three months; no toxicity was observed. The weight loss from acerola and mango, coated with galactomannan from C. pulcherrima, during storage time was determined, giving good indications that the use of solutions of this galactomannan and glycerol as coating decreases the weight loss of the fruits. The obtained results confirmed the suitability of galactomannan-based coatings to prolong the shelf life of tropical fruits.

Os frutos tropicais são sujeitos a grandes perdas desde a colheita até o consumo. O objectivo principal deste trabalho foi determinar a composição óptima dos revestimentos de galactomananas, tendo como finalidade aumentar o shelf life de frutos tropicais. Galactomananas extraídas de sementes de Caesalpinea pulcherrima, Adenanthera pavonina, Gleditsia triacanthos e Sophora japonica foram solubilizadas e caracterizadas como revestimento de cinco frutos tropicais: acerola (Malpighia emarginata), cajá (Spondias lutea), manga (Mangifera indica), pitanga (Eugenia uniflora) e seriguela (Spondias purpurea). A viscosidade intrinseca foi determinada com soluções de galactomananas com e sem glicerol. As propriedades de superfície dos cinco frutos foram determinadas, e diferentes formulações de soluções aquosas de galactomanana (0.5 %, 1.0 % e 1.5 %) com glicerol (1.0 %; 1.5 % e 2.0 %) foram testadas em termos de wettability nos cinco frutos. Com o objectivo de analisar a capacidade das galactomananas estudadas em decrescer o crescimento fúngico, foram realizados testes com cinco estirpes de fungos: Penicillium commune, Penicillium crustosum, Penicillium roqueforti e Botrytis cinerea. A galactomanana que demonstrou um maior efeito na inibição no crescimento fúngico foi a G. triacanthos. A galactomanana de C. pulcherrima foi usada para determinar a toxicidade sub-crónica, avaliando a evolução dos pesos, colesterol e níveis de glicemia de ratinhos durante 3 meses. Não foi observada toxicidade para a galactomanana de C. pulcherrima quando comparada com o grupo de controlo. Também se avaliou a perda de massa da acerola e da manga durante o seu armazenamento, demonstrando-se que os revestimentos de C. pulcherrima diminuem a perda de massa dos frutos. Os resultados obtidos confirmaram a possibilidade de aplicar os revestimentos de galactomananas em frutos tropicais para lhes aumentar o tempo de prateleira.