Sensor à base de amido muda de cor para indicar a presença de humidade nas embalagens de alimentos
Investigadores da USP desenvolveram um cilindro de criogel biodegradável que utiliza cloreto de cobalto para indicar visualmente o aumento dos níveis de humidade
Investigadores brasileiros desenvolveram um sensor biodegradável à base de amido que muda de cor quando a humidade penetra nas embalagens de alimentos. Graças à adição de cloreto de cobalto, o dispositivo inteligente muda de cor, passando do azul para o rosa, à medida que os níveis de humidade aumentam ou diminuem. Esta tecnologia permite que consumidores e fabricantes monitorizem facilmente a qualidade e a crocância dos alimentos, como biscoitos, a olho nu ou através do ecrã de um telemóvel, eliminando a necessidade de equipamento complexo.
A investigação foi liderada por cientistas do Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (IQSC-USP) e contou com o apoio da FAPESP através de três projetos (23/10141-2, 20/08727-0 e 25/26623-1). Os resultados foram publicados em junho na revista «Food Chemistry».
Os autores iniciaram os testes utilizando bolachas salgadas, que são altamente sensíveis à humidade e perdem rapidamente a sua crocância quando armazenadas em condições inadequadas.
Os resultados mostraram que a mudança de cor correspondia a um aumento da humidade, o que se revelou fortemente correlacionado com uma perda de textura nos biscoitos. Isto indica que o sensor reflete com sucesso as alterações reais nas condições de armazenamento.
Em apenas alguns segundos, o pequeno cilindro à base de amido colocado junto aos biscoitos muda de cor, alternando entre vários tons de azul e rosa. Quando o sal está seco, fica azul. Quando fica hidratado, torna-se rosa, indicando a presença de vapor de água. Isto ocorre porque o cloreto de cobalto sofre hidratação na presença de água, provocando uma alteração na sua estrutura química e, consequentemente, uma mudança de cor.
«O que distinguiu este estudo foi o facto de o sensor ter uma área de superfície maior, tornando-o altamente sensível e permitindo-nos observar diferentes condições de humidade no interior da embalagem. Se o colocar num ambiente muito seco, ele responde. Por outro lado, se o colocar num ambiente muito húmido, também responde», explica Bianca Maniglia, professora do IQSC-USP e orientadora da investigação.
De acordo com dados recentes divulgados pela Associação Brasileira de Embalagens (ABRE), o setor das embalagens gera atualmente cerca de 165,7 mil milhões de reais por ano no Brasil.
Espera-se que, no futuro, a indústria e os consumidores possam utilizar esta nova tecnologia para determinar a crocância e o teor de humidade de vários produtos.
Inspiração em memórias de infância
A ideia de utilizar cloreto de cobalto para criar o sensor surgiu de uma memória de infância. Enquanto desenvolvia o projeto, Maniglia recordou-se do «galo do tempo», um ornamento de cozinha inspirado no «Galo de Barcelos», um dos símbolos nacionais de Portugal. Comum nas casas brasileiras e portuguesas na década de 1980, o objeto mudava de cor para indicar se iria chover ou se o dia estaria ensolarado.
Após realizar vários testes, os investigadores decidiram revestir o sensor com o mesmo material utilizado para revestir os galos. No entanto, adaptaram-no a outra tecnologia que o grupo de investigação está a desenvolver: o criogel, um material altamente poroso fabricado através do congelamento de polímeros (daí o nome «crio»).
«O gel de amido é congelado e submetido a liofilização [desidratação]. Durante esse processo, a água congelada é removida por sublimação, passando diretamente do estado sólido para o estado de vapor. A remoção da fase aquosa preserva a estrutura porosa formada durante o congelamento, resultando num material com elevada capacidade de interagir com o ambiente», explica o cientista.
Ainda é necessário realizar mais estudos. «Para utilização comercial, as embalagens convencionais teriam de ser redesenhadas porque, por enquanto, a presença de cloreto de cobalto torna o sensor tóxico e, por isso, este não pode entrar em contacto direto com os alimentos», observa Maniglia.
Segundo o cientista, o grupo de investigação está a avaliar vários tipos de técnicas e materiais, incluindo a utilização de compostos bioativos derivados de frutas, como a casca de jabuticaba. «Estes pigmentos naturais são sensíveis às variações de pH, apresentando alterações de cor que podem ser utilizadas como indicadores visuais, além de possuírem atividade antioxidante. Neste caso, o objetivo é desenvolver um sistema capaz de monitorizar o processo de deterioração da carne, por exemplo. A incorporação destes compostos naturais é igualmente importante, pois contribui para lhes conferir valor acrescentado», afirma o investigador.
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