A banana é uma das frutas mais populares e consumidas no mundo. São também a quarta cultura mais cultivada no mundo, atrás apenas do arroz, do trigo e do milho. O que esta fruta tropical poderia ter a ver com o combate à atual crise dos resíduos plásticos?



Muito, potencialmente, de acordo com Srinivas Janaswamy, professor associado de química alimentar no Departamento de Laticínios e Ciência Alimentar da Universidade Estadual de Dakota do Sul. Seu estudo, intitulado "Filmes de embalagem biodegradáveis ​​de fibra de casca de banana" foi publicado na revista Sustainable Chemistry and Pharmacy. .

“Muitos de nós consumimos pelo menos uma banana por dia”, disse Janaswamy. “Depois de saborear a deliciosa fruta, descartamos a casca. E se conseguíssemos encontrar um uso para a casca que ajudasse a eliminar os resíduos plásticos?”

Nos últimos anos, Janaswamy tem pesquisado como diferentes subprodutos agrícolas, como cascas de banana e abacate, podem ser utilizados para criar filmes biodegradáveis ​​– materiais de embalagem semelhantes a plástico que se decomporão no meio ambiente. Um dos maiores desafios do plástico à base de petróleo – o tipo mais comum de plástico – é a sua falta de decomposição.

Por exemplo, embalagens plásticas, como sacolas plásticas, levarão até 20 anos para se decompor. Com muito pouco plástico sendo reciclado, a maioria acaba em aterros ou descartada no meio ambiente, criando graves consequências para a saúde e o meio ambiente. Encontrar uma alternativa semelhante ao plástico que se decomponha relativamente rapidamente ajudaria muito no combate à atual crise dos resíduos plásticos.

“No geral, a falta de biodegradabilidade dos plásticos e os seus efeitos na saúde humana e no ambiente justificam medidas de remediação com uma alternativa viável”, disse Janaswamy. “As cascas de banana se destacam como um material promissor e barato”.

Subprodutos da banana

Como as bananas são uma das frutas mais cultivadas no mundo, elas criam uma enorme quantidade de subprodutos. Em todo o mundo, as plantações de banana produzem cerca de 220 toneladas de resíduos por 2,5 acres. O resíduo de banana é composto predominantemente por material lignocelulósico, ingrediente chave para a criação de filmes biodegradáveis.

“O resíduo lignocelulósico de biorresíduos destaca-se como uma alternativa viável para a produção de bioplásticos devido à sua estrutura robusta, biodegradabilidade, baixa densidade e não toxicidade”, observou Janaswamy.

O resíduo de banana – a casca – quase sempre não é utilizado, o que o torna um subproduto quase perfeito para ser utilizado neste trabalho.

“Todos os anos são produzidas quase 36 milhões de toneladas de cascas de banana, a maior parte das quais são eliminadas como resíduos”, disse Janaswamy. “A indústria de processamento de alimentos descarta uma enorme quantidade de cascas de banana em aterros sanitários enquanto fabrica salgadinhos, farinha, suco, geléia, comida para bebês e outros produtos feitos de banana. Encontrar um uso mais prático para as cascas de banana é importante para proporcionar benefícios financeiros à agricultura. indústria e prevenir a poluição ambiental."

Além disso, a produção de banana aumentou 10% entre 2010 e 2020 e espera-se que continue a crescer durante a próxima década. A necessidade de materiais de embalagem plásticos também deverá crescer à medida que aumenta a demanda por alimentos embalados e processados.

Em suma, um material de embalagem semelhante ao plástico que não agride o meio ambiente é desesperadamente necessário. Num novo estudo, Janaswamy e Mominul Hoque, assistente de investigação de pós-graduação na SDSU, demonstraram como as cascas de banana podem ser utilizadas para criar filmes biodegradáveis ​​– algo que poderá um dia substituir o plástico derivado do petróleo como material dominante de embalagem de alimentos.

Da casca ao 'plástico'

A equipe de pesquisa primeiro transformou as cascas usadas em farelo usando um liquidificador. Então, como Janaswamy e sua equipe haviam feito anteriormente com cascas de abacate, borra de café e switchgrass, eles extraíram o material lignocelulósico usando um processo de tratamento químico. As fibras extraídas passaram então por branqueamento, destilação e tratamento antes de serem preparadas em filme. Após a secagem, as propriedades do filme foram testadas.

“Os filmes são fortes e transparentes e, mais importante, biodegradam em 30 dias com 21% de umidade do solo”, disse Janaswamy. “A descoberta abre novas possibilidades para cascas de banana e outros subprodutos do processamento de frutas na concepção e desenvolvimento de embalagens biodegradáveis ​​que substituem o plástico”.

A transparência é uma das propriedades essenciais dos filmes, pois os consumidores preferem embalagens transparentes para avaliar o frescor de um alimento. Os filmes preparados neste estudo eram mais transparentes do que os filmes anteriores feitos de diferentes subprodutos.

Valores associados à resistência à tração e ao alongamento podem ser usados ​​para prever se um filme pode manter sua integridade como material de embalagem de alimentos. Como observa Janaswamy, os valores associados às películas de casca de banana são superiores aos dos sacos comerciais de supermercado.

“Os filmes das fibras da casca da banana apresentam resistência à tração superior a 30 MPa, o que certamente seria atraente para sacos de saco e aplicações de embalagens relacionadas”, explicou Janaswamy.

No geral, as propriedades mostram que as cascas de banana podem ser um material viável utilizado para fazer filmes biodegradáveis.

“Nossa pesquisa envolvendo produtos químicos verdes e recicláveis ​​é uma rota econômica e sustentável promissora para produzir filmes biodegradáveis ​​para substituir os plásticos petroquímicos e é, portanto, uma contribuição atraente para a bioeconomia circular”, acrescentou Janaswamy.

Outras pesquisas procurarão melhorar a flexibilidade do filme e investigar a escalabilidade e comercialização deste processo de preparação.

Mais informações: Mominul Hoque et al, Filmes de embalagem biodegradáveis ​​a partir de fibra de casca de banana, Química e Farmácia Sustentáveis (2023). DOI:10.1016/j.scp.2023.101400
Fornecido pela South Dakota State University