Un grupo de investigación desarrolla una película biodegradable que mantiene los alimentos frescos durante más tiempo
El material fue diseñado por investigadores brasileños e incluye un derivado del limoneno de la corteza de los cítricos, mezclado con quitosano, un biopolímero procedente de los exoesqueletos de crustáceos.
El uso indiscriminado de materiales de envasado derivados del petróleo ha provocado una enorme acumulación de plástico en los vertederos y el océano, ya que estos materiales tienen una baja degradabilidad y no se reciclan de forma significativa. Para mitigar este problema y satisfacer la creciente demanda de productos seguros para la salud humana y el medio ambiente, la industria alimentaria está invirtiendo en el desarrollo de alternativas de envasado más sostenibles que preserven la calidad nutricional, así como rasgos organolépticos como el color, el sabor, el olor y la textura.
El material fue diseñado por investigadores brasileños e incluye un derivado del limoneno de la corteza de los cítricos, mezclado con quitosano, un biopolímero procedente de los exoesqueletos de crustáceos.
FEQ-UNICAMP
Un ejemplo es una película hecha de un compuesto derivado del limoneno, el principal componente de la piel de los cítricos, y quitosano, un biopolímero derivado de la quitina presente en los exoesqueletos de los crustáceos.
La película fue desarrollada por un grupo de investigación del estado de São Paulo (Brasil), formado por científicos del Departamento de Ingeniería de Materiales y Bioprocesos de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Estatal de Campinas (FEQ-UNICAMP) y del Centro de Tecnología de Envases del Instituto de Tecnología Alimentaria (ITAL) de la Secretaría de Agricultura y Abastecimiento del Estado de São Paulo, también en Campinas.
Los resultados de la investigación se recogen en un artículo publicado en Food Packaging and Shelf Life.
"Nos centramos en el limoneno porque Brasil es uno de los mayores productores mundiales de naranjas[si no el mayor] y São Paulo es el principal estado productor de naranjas", explica Roniérik Pioli Vieira, último autor del artículo y profesor de la FEQ-UNICAMP.
El limoneno se ha utilizado antes en películas para envasado de alimentos con el fin de mejorar su conservación gracias a su acción antoxidante y antimicrobiana, pero su rendimiento se ve perjudicado por la volatilidad y la inestabilidad durante el proceso de fabricación del envase, incluso a escala de laboratorio.
Este es uno de los obstáculos para el uso de compuestos bioactivos en envases comerciales. A menudo se producen en procesos que implican altas temperaturas y altas velocidades de cizallamiento debido al corte o al moldeado. Los aditivos bioactivos se degradan fácilmente en estos procesos.
"Para resolver este problema, se nos ocurrió utilizar un derivado del limoneno llamado poli(limoneno), que no es volátil ni especialmente inestable", explica Vieira.
Los investigadores eligieron el quitosano para la matriz de la película porque es un polímero de origen natural y tiene conocidas propiedades antoxidantes y antimicrobianas. Su hipótesis era que la combinación de ambos materiales produciría una película con propiedades bioactivas mejoradas.
En el laboratorio, los científicos compararon películas con limoneno y poli(limoneno) en distintas proporciones para abordar el reto de encontrar una forma de combinarlos con el quitosano, ya que teóricamente no se mezclan. Los investigadores optaron por la polimerización, un proceso en el que se fabrican polímeros a partir de moléculas orgánicas más pequeñas. En este caso, utilizaron un compuesto con funciones químicas polares para iniciar la reacción y aumentar la interacción entre el aditivo y la matriz polimérica. A continuación, analizaron la película resultante para evaluar propiedades como la capacidad antioxidante, la protección contra la luz y el vapor de agua y la resistencia a altas temperaturas.
Los resultados fueron muy satisfactorios. "Las películas con el aditivo de poli(limoneno) superaron a las de limoneno, especialmente en cuanto a actividad antioxidante, que fue aproximadamente el doble de potente", afirmó Vieira. La sustancia también funcionó satisfactoriamente como bloqueador de la radiación ultravioleta y resultó ser no volátil, lo que la hace adecuada para la producción de envases a gran escala, donde las condiciones de procesado son más severas.
Las películas aún no están disponibles para su uso por parte de los fabricantes, principalmente porque el plástico a base de quitosano aún no se produce a una escala lo suficientemente grande como para ser competitivo, pero también porque es necesario optimizar el proceso de producción del poli(limoneno) para mejorar el rendimiento y probarlo durante la fabricación de envases comerciales.
"Nuestro grupo está trabajando en ello. Hemos investigado otras aplicaciones del poli(limoneno) en el campo biomédico, por ejemplo. Intentamos demostrar la multifuncionalidad de este aditivo, cuyo origen es renovable", explica Vieira.
El estudio fue financiado por la FAPESP a través de dos proyectos (20/14837-3 y 21/04043-2).
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