UTILIZAÇÃO DE CERA DE ABELHA EM REVESTIMENTOS COMESTÍVEIS APLICADOS EM FRUTOS

Capítulo de livro publicado no livro: Ciência e tecnologia de alimentos: Pesquisas e avanços. Para acessa-lo  clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062060-17

Este trabalho foi escrito por:

Rutinéia Martins Freitas^{1 *}; Lucas Silva Peixoto¹ ;

Hygor Rodrigues de Oliveira² ; Alex Fonseca Souza² ; Osvaldo Resende³ ; Geovana Rocha Plácido³

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]

1 Discente do Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos do Instituto Federal Goiano, Campus Rio Verde

2 Docente do Instituto Federal de Mato Grosso do Sul, Campus Coxim

3 Docente do Instituto Federal Goiano, Campus Rio Verde

Resumo: Os revestimentos aplicados às superfícies dos frutos são uma tecnologia sustentável promissora, pois podem prolongar a vida útil das frutas após a colheita. Os revestimentos lipídicos têm sido usados para proteger alimentos frescos por séculos. Entre os lipídios, as ceras são a melhor barreira ao vapor d’água, mas devido à sua dureza, criam filmes quebradiços. A cera de abelha é um subproduto da produção de mel e é a base da estrutura do favo de mel composta principalmente por ésteres de ácidos graxos e álcoois. As ceras apresentam resultados promissores em retardar o amadurecimento, a respiração e o amaciamento dos frutos. O objetivo desta revisão integrativa foi catalogar estudos publicados nos últimos cinco anos avaliando o desempenho de revestimentos comestíveis contendo cera de abelha aplicados a frutas. O uso de revestimentos comestíveis mostrou-se como uma importante alternativa para redução de perdas e aceitação do consumidor. A utilização de cera de abelha apresenta resultados promissores como constituinte de revestimentos comestíveis em diferentes frutos preservando suas características e prolongando o tempo de vida útil.

Palavras–chave: cera de abelha; fruta; pós-colheita; revestimento comestível

INTRODUÇÃO

Durante o armazenamento, frutas e vegetais continuam o processo de respiração, levando ao metabolismo de substratos e à degradação dos carboidratos. Com isso, ocorrem diversas alterações fisiológicas e de envelhecimento que reduzem a qualidade comercial, como produção de etileno, perda de água e alterações de cor. Além disso, frutas e hortaliças são suscetíveis a danos mecânicos durante o armazenamento e transporte, o que acelera o processo de envelhecimento (1).

Novas técnicas de pós-colheita estão sendo pesquisadas e aplicadas para prolongar a vida útil de vários produtos fresco (2). Os revestimentos aplicados às superfícies dos frutos são uma tecnologia sustentável promissora, pois podem prolongar a vida útil das frutas após a colheita, o que não é apenas benéfico para a economia, mas também melhora a qualidade e a segurança dos frutos (3).

Filmes feitos de proteínas e polissacarídeos têm propriedades mecânicas importantes, mas regiões hidrofílicas tornam os filmes sensíveis à perda de água. Os lipídios, por outro lado, oferecem melhor proteção contra a água devido à sua natureza hidrofóbica (4).

Os revestimentos lipídicos têm sido usados para proteger alimentos frescos por séculos. Entre os lipídios, as ceras são a melhor barreira ao vapor d’água, mas devido à sua dureza, criam filmes quebradiços, exigindo a adição de substâncias que aumentam a flexibilidade e a elasticidade (5).

A cera de abelha é um subproduto da produção de mel e é a base da estrutura do favo de mel. Em 2020, a produção mundial de cera de abelha foi de US$ 46,991 milhões. Esse produto contém mais de 300 substâncias diferentes, principalmente ésteres de ácidos graxos e álcoois. A cera de abelha tem uma estrutura física e química estável e torna-se quebradiça à temperatura ambiente, mas pode ser moldada acima de 30 °C. Quando produzida, é branca, mas devido à transferência de pigmento torna-se amarela e depois escurece (6, 7).

Filmes biodegradáveis e revestimentos comestíveis têm usado cera de abelha para melhorar as propriedades de barreira devido às suas propriedades hidrofóbicas (Huang et al., 2022). As ceras apresentam resultados promissores em retardar o amadurecimento, a respiração e o amaciamento dos frutos, reduzindo a umidade e a permeabilidade ao vapor de água, mantendo a cor, o frescor e a atividade antioxidante da casca e da polpa, ou seja, melhorando as propriedades mecânicas e as propriedades de barreira (8, 9, 10, 3).

Portanto, o objetivo nesta revisão integrativa é catalogar estudos publicados nos últimos cinco anos avaliando o desempenho de revestimentos comestíveis contendo cera de abelha aplicados a frutas. Esta revisão é de interesse da comunidade científica, pois demonstra o potencial de uso de revestimentos com cera de abelha para preservação de frutas, extensão da vida útil, qualidade, segurança e preservação dos recursos naturais.

ESTUDOS SELECIONADOS

O estudo foi realizado por meio de levantamento bibliográfico de artigos de pesquisa com as palavras-chave “beeswax”, “edible” e “coating” nas bases de dados Science Direct e Scielo, considerando publicações de 2019 a 2023. A pesquisa retornou 141 resultados, dos quais, após a leitura dos resumos, foram selecionados oito artigos com aplicação de revestimentos comestíveis em frutas. Posteriormente, os artigos foram lidos na íntegra e compilados com os resultados mais significantes relacionados a cera de abelha (Tabela 1).

Tabela 2 – Artigos selecionados conforme metodologia

Título / Referência / Ano	Formulação	Fruto	Principais resultados
Effect of beeswax and chitosan treatments on quality and shelf life of selected mango (Mangifera indica L.) cultivars / (11) / 2019	Cera de abelha, ácido oleico e trietanolamina	Manga maçã e Tommy Atkins (Mangifera indica L.)	Redução da perda de massa e incidência de doenças. Preservação dos sólidos solúveis, acidez titulável, pH e firmeza. Aumento da vida útil em 15 dias.
Use of edible coatings based on hydroxypropyl methylcellulose and beeswax in the conservation of red guava ‘Pedro Sato’ / (8) / 2019	Cera de abelha e ácido salicílico	Goiaba Pedro Sato (Psidium guajava L.)	Retardaram a maturação e preservaram a firmeza dos frutos. Teor de clorofilas é inversamente proporcional a de cera de abelha. Equilíbrio entre hidroxipropilmetilcelulos e cera de abelha melhora as propriedades de barreira do revestimento.
Influence of carboxy methylcellulose, chitosan and beeswax coatings on cold storage life and quality of Kinnow mandarin fruit / (12) / 2020	Cera de abelha, ácido oleico e trietanolamina	Tangerina Kinnow (Citrus nobilis L. x Citrus deliciosa L)	Retardo da perda de massa e deterioração. Preservação da firmeza, teor de vitamina C, carotenoides e características sensoriais.
Effect of a multifunctional edible coating based on cassava starch on the shelf life of Andean blackberry / (13) / 2020	Amido de mandioca, proteína de soro de leite, cera de abelha, quitosana, glicerol, ácido esteárico e ácido acético glacial	Framboesa andina (Rubus glaucus Benth)	Retardo dos processos fisiológicos e perda de massa. Preservação da firmeza, textura, sabor e aroma. Aumento da vida útil em cinco dias.
Effect of novel coconut oil and beeswax edible coating on postharvest quality of lemon at ambient storage / (14) / 2020	Óleo de coco e cera de abelha	Limão (Citrus limon L.)	A vida útil do limão aumentou em no mínimo doze dias (tempo máximo de armazenamento), enquanto aberto foi aumentada em nove dias.
Conservation of ‘Palmer’ mango with an edible coating of hydroxypropyl methylcellulose and beeswax / (3) / 2021	Hidroxipropilmetil-celulose, cera de abelha, ácido esteárico e glicerina	Manga cv. Palmer (Mangifera indica L.)	Retardaram a maturação e respiração. Preservaram a firmeza, cor da casca e polpa e atividade antioxidante. Inibiriam a atividade da peroxidase e álcool desidrogenase. Aumentaram em seis dias a vida útil da fruta.
Salicylic acid enriched beeswax coatings suppress fruit softening in pears by modulation of cell wall degrading enzymes under different storage conditions / (15) / 2022	Cera de abelha e hidroxipropilmetil-celulose	Pêra cv. Punjab Beauty (Pyrus pyrifolia × Pyrus communis)	Adiaram o pico respiratório. Retardaram a perda de massa, aumento da permeabilidade da membrana e conteúdo de malondialdeído. Preservaram a firmeza. Inibiram a ação da atividade da pectina metilesterase, poligalacturonase e celulase.
Effects of edible coatings on the quality and storage of early harvested guava / (16) / 2022	Cera de abelha, hidroxipropilmetil-celulose, ácido esteárico e glicerol	Goiaba Pedro Sato (Psidium guajava L.)	Retardaram a maturação e respiração. Inibiram a atividade da poligalacturonase. Aumentaram em seis dias a vida útil do fruto.

DISCUSSÃO

A utilização de materiais derivados de lipídios está atualmente em evidência na indústria de alimentos, pois eles são uma das novas matérias-primas renováveis e sustentáveis sendo exploradas para substituição do uso de polímeros à base de petróleo (20). Observa-se através dos dados encontrados que os revestimentos comestíveis com cera de abelha aplicados em frutas são uma alternativa para preservação da qualidade e recursos naturais, considerando os atributos de perda de massa, firmeza, amadurecimento, aumento da vida útil dos frutos e respiração.

A cera de abelha por ser um material rígido e quebradiço carece da combinação de outros compostos para aplicação em frutos para maior eficiência do revestimento comestível e adição de características das substâncias (5). Dentre os estudos selecionados (Tabela 1), apenas Sinha et al. (15) avaliaram isoladamente o revestimento de cera de abelha. as substâncias mais utilizadas para compor o revestimento junto a cera de abelha como ácido esteárico (13, 3, 16), hidroxipropilmetilcelulose (8, 3, 16), glicerol ou glicerina (13, 3, 16), ácido oleico (11, 12), trietanolamina (11, 12) e ácido salicílico (15). O ácido esteárico é um emulsificante que oferece menor permeabilidade a vapor d’água e se organiza em filmes homogeneamente melhorando as propriedades de barreira do revestimento (17, 3, 13). A hidroxipropilmetilcelulose é um éter de celulose hidrofílico inodoro, insípido, transparente e estável que possui função formadora de filme, estabilizante e espessante (18, 19). A adição do plastificante glicerol reduz a hidrofobicidade superficial além da textura lisa e uniforme, sem rachaduras (13, 21). O ácido oleico adicionado a revestimentos aumenta a hidrofobicidade e em revestimentos lipídicos o mantém homogêneo, o que não ocorre em revestimentos não-lipídicos (22). A trietanolamina quando incorporada em revestimentos comestíveis reduz a perda de massa e aumenta a flexibilidade da fibra (23, 24). O ácido salicílico age como um regulador do fechamento de estômatos, retardando perdas respiratórias (15). Sendo assim, não há combinação de compostos definida para a melhor utilização em revestimentos comestíveis. O conjunto de compostos podem conferir propriedades únicas de barreira.

A perda de massa ocorre por desidratação (perda de água) devido aos processos de respiração e transpiração, pela perda das reservas de carbono no processo de respiração e osmose (14, 15, 16). O revestimento comestível forma uma barreira hidrofóbica semipermeável que reduz a respiração e a transpiração do fruto, cobrindo total ou parcialmente estômatos, lenticelas e microporos, impedindo as trocas gasosas e a permeabilidade ao vapor de água (8, 11, 15). A perda de massa ocorreu em todos os estudos apresentados (Tabela 1), mas Abonesh et al. (11) encontraram uma relação inversa entre o teor de cera de abelha no revestimento e a perda de massa, enquanto Formiga et al. (8) descobriram que o aumento da concentração de cera de abelha não reduziu a perda de massa. Essa diferença entre os achados pode estar relacionada à quantidade de cera de abelha utilizada nos revestimentos comestíveis, pois Abonesh et al. (11) avaliou as concentrações de cera de abelha em 0,5%, 1,5% e 2%, e Formiga et al. (8) em 10%, 20% e 40%. Desta forma, pode haver um limite de concentração de cera de abelha para minimizar a perda de peso.

A firmeza é um importante atributo dos frutos para aceitação do consumidor, refletindo no valor comercial (15). A firmeza é alterada por processos físicos, químicos e bioquímicos durante o amadurecimento e está relacionada a ação de enzimas hidrolíticas, como amilase, celulase, pectina metilesterase e poligalacturonase, perda respiratória e perda de turgor, amolecendo os frutos no decorrer do tempo (16, 3, 12). As alterações de firmeza são mais lentas em frutos cítricos que frutos climatéricos (14). A aplicação de revestimento comestíveis forma uma barreira a absorção de oxigênio reduzindo a taxa respiratória e biossíntese de etileno que ocasiona a inibição das enzimas e, consequentemente, retarda o processo de amolecimento (8, 15, 16), como ocorreu em todos estudos citados. Devido principalmente a barreira a vapor d’água, visto que a presença do material lipídico afeta a taxa de respiração, a concentração de cera de abelha é inversa a perda de firmeza (11). Estes resultados foram divergentes aos obtidos por Formiga et al. (16) que não encontraram associação entre a concentração e a firmeza, podendo estar relacionado as quantidades de ceras utilizadas pelos autores. Sendo assim, a aplicação de cera de abelha age como uma embalagem de atmosfera modificada por ofertar uma barreira semipermeável, atrasando os processos metabólicos, como respiração e transpiração,  prolongando a vida útil do fruto (8, 13).

CONCLUSÕES

O uso de revestimentos comestíveis mostra-se uma importante alternativa para redução de perdas e aceitação do consumidor devido as características sensoriais conferidas aos frutos. Há na literatura estudos com aplicação de diferentes formulações de revestimentos contendo cera de abelha e outros compostos. Entretanto, considerando as diferenças físicas, químicas e bioquímicas dos frutos há a necessidade de mais estudos sobre a aplicação de um mesmo revestimento em diferentes frutos para analisar a ação do revestimento sob as mesmas condições, mas em produtos diferentes.

A utilização de cera de abelha apresenta resultados promissores como constituinte de revestimento comestível em diferentes frutos, contudo é necessário que haja mais estudos sobre o resultado isolado da cera de abelha, assim como das formulações aplicadas e concentrações, estabelecendo um limiar (se houver) da concentração a ser utilizada e constituintes do composto do revestimento.

REFERÊNCIAS

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