Effects of Zinc Oxide Nanoparticles on the Properties of Pectin/Alginate Edible Films

Abstract

This study aimed at developing the functional packaging properties of pectin/alginate films by adding zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs). The ZnO-NPs were added to the pectin/alginate film at the concentrations of 0.5, 2.5, 5, and 25 g/100 g of blended polymer. The effects of the ZnO-NP incorporation on the mechanical properties, hydration properties, oxygen permeability, ultraviolet transmission, transparency, and antimicrobial activity of the films were investigated. The addition of ZnO-NPs from 0 to 5 g/100 g of blended polymer to the pectin/alginate film increased 191.4% of the tensile strength, 169.8% of elongation at break, and antimicrobial properties (against Aspergillus niger, Colletotrichum gloeosporioides, Escherichia coli, and Saccharomyces cerevisiae). In contrast, it reduced the solubility from 30.38% to 22.49%, water vapor permeability from 1.01 × 10−14 to 0.414 × 10−14 kg·m/m2·Pa·s, moisture absorption, ultraviolet light transmission, and oxygen permeability from 270.86 × 10−19 to 110.79 × 10−19 kg·m/m2·Pa·s. The effects are the highest when the concentration of the ZnO-NPs in the film was 5 g/100 g of blended polymer. Attenuated total reflectance-Fourier transform infrared analysis indicated that some interactions between the ZnO-NPs and pectin/alginate matrices were formed. These results suggest that pectin/alginate/ZnO-NPs films can be used as active packaging for food preservation.

Characteristics and Antimicrobial Properties of Active Edible Films Based on Pectin and Nanochitosan

“…Where: w/t is the constant rate of weight change when a straight line adequately fits the weight change versus time plot by linear regression with R 2 > 0.99, x is the thickness of film (mm), A is the test area (23.76 cm 2 ), P o is the partial pressure of the water vapor at 25 • C (3.159 kPa), and (RH 1 −RH 2 ) is the relative humidity difference between the two sides of the film [21].…”

“…Moisture sorption was determined according to the method reported by Ngo et al [21]. The equilibrium moisture content (EMC) (g water/100 g dry solid) of the samples at each water activity was determined using Equation (3) [22]:…”

Confecção e caracterização de filmes bioplásticos de pectina com adição de fibras do mesocarpo de Coco-da-baía (Cocos nucifera) seco

“…O range de varredura variou de 400 a 5000 cm -1 . (Lopez et al, 2017;Ngo et al, 2018), foram obtidos valores moderados para PVA para filmes de pectina. Diferente do mostrado em filmes adicionados de nanocelulose (Ortiz et al, 2018;Machado et al, 2014;Rosa et al, 2010), as propriedades de barreira em geral não tiveram uma diminuição significativa, mas obteve-se resultados dentro dos valores para filmes de pectina (Lopez et al, 2017;Ngo et al, 2018).…”

“…(Lopez et al, 2017;Ngo et al, 2018), foram obtidos valores moderados para PVA para filmes de pectina. Diferente do mostrado em filmes adicionados de nanocelulose (Ortiz et al, 2018;Machado et al, 2014;Rosa et al, 2010), as propriedades de barreira em geral não tiveram uma diminuição significativa, mas obteve-se resultados dentro dos valores para filmes de pectina (Lopez et al, 2017;Ngo et al, 2018). Pode-se afirmar que a adição das fibras nas dimensões utilizadas não ocasionou uma boa dispersão, principalmente quando se aumentava a quantidade de fibras; não foram criados caminhos tortuosos que impedissem a passagem de água através do filme.…”

“…Os resultados para umidade e solubilidade foram inferiores para os filmes in natura, podendo salientar que o tratamento alcalino ocasiona uma absorção de água maior das fibras, deixando a água retida na secagem dos filmes. Os valores de umidade neste trabalho foram próximas das obtidas para filmes de proteína de soja com microfibras provenientes de fórmio (Ngo et al, 2018), mas contrastam com valores menores obtidos em filmes de pectina com adição de mesocarpos amiláceo, entre outros (Lopes et al, 2017;Lara-Espinoza, 2018;Fishman et al, 2004).…”