El plástico comestible, biodegradable y antimicrobiano tiene mayor resistencia a la tracción que el plástico derivado del petróleo
Diseñado para su uso como envase alimentario, el material está hecho de gelatina, arcilla y una nanoemulsión de aceite esencial de pimienta negra. .
La eliminación de los envases alimentarios es una de las principales causas de contaminación ambiental en todo el mundo. Cada año se producen más de 350 millones de toneladas métricas de plástico y, según las estimaciones, el 85% de la basura que se vierte en los océanos es de plástico. Brasil es el cuarto mayor productor, con unos 11 millones de toneladas al año. Por si fuera poco, la mayor parte de los envases de plástico proceden de fuentes no renovables, como el petróleo.
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Teniendo en cuenta todos estos inconvenientes, reducir el uso de combustibles fósiles para producir plástico es el objetivo de una gran cantidad de investigaciones en todo el mundo. Muchos científicos trabajan en el desarrollo de materiales de envasado biodegradables que también eviten la contaminación por microorganismos y prolonguen la vida útil para reducir las pérdidas.
Un estudio realizado por un equipo de investigación llamado Grupo de Compuestos y Nanocompuestos Híbridos (GCNH) de la Universidad del Estado de São Paulo (UNESP) en Ilha Solteira ha producido una importante contribución a este esfuerzo. El trabajo ha contado con el apoyo de la FAPESP y se ha publicado un artículo sobre sus resultados en la revista Polymers.
Los investigadores fabricaron su bioplástico (o "plástico verde", como también se le conoce) a partir de gelatina bovina de tipo B, que se encuentra fácilmente en las tiendas en forma de polvo incoloro.
"La gelatina fue uno de los primeros materiales utilizados en la producción de biopolímeros. Todavía se utiliza ampliamente debido a su abundancia, bajo coste y excelentes propiedades de formación de películas", dijo la química y científica de materiales Márcia Regina de Moura Aouada, profesora de la Escuela de Ingeniería Ilha Solteira (FEIS-UNESP) y última autora del artículo.
"Sin embargo, los biopolímeros para envases tienen características que deben mejorarse para que sean comparables a los productos del petróleo, especialmente en lo que respecta a las propiedades mecánicas y la permeabilidad al vapor, por lo que añadimos nanoarcillas de cloisita Na+ a la gelatina", explicó.
La adición de nanoarcilla hizo que la película fuera más homogénea y aumentó su resistencia a la tracción hasta 70 megapascales (MPa). Los envases de polietileno convencionales tienen menos de la mitad de esta resistencia a la tracción (del orden de 20 MPa-30 MPa).
"Además de la nanoarcilla, también añadimos una nanoemulsión hecha de aceite esencial de pimienta negra para dar al envase un sabor y un olor más atractivos. La mezcla también prolonga la vida útil de los productos alimentarios envasados con el material, gracias a la inclusión de componentes antimicrobianos y antioxidantes en la matriz polimérica", dijo.
Cabe señalar que el bioplástico en cuestión se diseñó originalmente para envasar carne de vacuno en forma de hamburguesas, que son vulnerables a la contaminación microbiana y tienen un fuerte olor, pero el principio de añadir nanoarcilla y nanoemulsión de aceite esencial a una matriz de gelatina puede extenderse y se extenderá a otros alimentos, variando el tipo y la proporción de aceite esencial utilizado.
"Si este tipo de envase se generaliza en el mercado, podría reducir significativamente el uso de plástico fabricado con polímeros no biodegradables y, por tanto, la cantidad de residuos sólidos", dijo Moura Aouada. "Además, el bioplástico protegerá mejor los alimentos envasados contra la contaminación por patógenos y ayudará a reducir las pérdidas".
Las líneas de investigación que se siguen en el GCNH-UNESP se centran en la economía circular, que convierte los residuos en recursos. Los responsables del grupo, Fauze Aouada y Márcia Moura Aouada, son profesores adscritos al Programa de Posgrado en Ciencia de los Materiales (PPGCM) de la UNESP.
"Nuestras propuestas están alineadas con los Objetivos de Desarrollo Sostenible[ODS] adoptados por las Naciones Unidas para acabar con la pobreza, fomentar la sostenibilidad económica del planeta y garantizar que toda la población mundial pueda disfrutar de paz y prosperidad", dijo Moura Aouada.
El grupo también produce apósitos para heridas a partir de celulosa bacteriana, y envases comestibles que contienen nanoestructuras derivadas del puré de col rizada, el puré de cacao, el puré de cupuassu(Theobroma grandiflorum), el extracto de camu camu(Myrciaria dubia) y las nanoemulsiones, con posibles aplicaciones en las industrias alimentaria, farmacéutica y cosmética.
La investigación cuenta con el apoyo de la FAPESP a través de una Beca Regular de Investigación y también del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales(CDMF), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión(RIDC) alojado en la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar).
El trabajo es multidisciplinar y supone el trabajo en red de varios investigadores por tema. El artículo mencionado anteriormente cuenta con los siguientes coautores Fauze Aouada, Tascila Saranti (MSc), y Pamela Melo (Ph.D.) de la UNESP; y Miguel Cerqueira, del Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología, Portugal.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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