Una película biodegradable preserva durante más tiempo las características de los alimentos

Es un material proyectado por investigadores brasileños compuesto por un derivado del limoneno, una sustancia existente en la cáscara de las frutas cítricas, y por quitosano, un biopolímero proveniente de la parte externa del cuerpo de los crustáceos

Por Thais Szegö  |  Agência FAPESP – El uso indiscriminado de envases fabricados con derivados del petróleo ha generado grandes acumulaciones de residuos de estos en los rellenos sanitarios, y ha producido la contaminación de los océanos, ya que dicho material es escasamente degradable y se lo recicla poco. Para mitigar este impacto y dar cuenta de la demanda cada vez mayor de la población en busca de productos seguros para la salud humana y la del planeta, las industrias han venido invirtiendo en el desarrollo de alternativas más sostenibles y que preserven las denominadas características organolépticas de los alimentos, es decir, aquellas que pueden percibirse a través de los sentidos humanos, tales como el color, el brillo, el aroma, la textura y el sabor, aparte de sus cualidades nutricionales.

Un ejemplo es la película que creó un grupo de investigación en Brasil que congrega a científicos del Departamento de Ingeniería de Materiales y Bioprocesos de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Campinas (Unicamp) y del Centro de Tecnología de Envases del Instituto de Tecnología de Alimentos (Ital). El referido material está compuesto por un derivado del limoneno, una sustancia existente en la cáscara de las frutas cítricas, y por quitosano, un biopolímero proveniente de la parte externa del cuerpo de crustáceos.

“Nos enfocamos en el limoneno porque Brasil es uno de los mayores productores de naranjas [quizá el más grande] y el estado de São Paulo contribuye fuertemente para que el país ocupe ese lugar”, dice Roniérik Pioli Vieira, docente de la Facultad de Ingeniería Química de la Unicamp y coordinador del proyecto. El investigador comenta que el limoneno se usa en plásticos de envases plásticos para potenciar la preservación de los alimentos debido a su acción antioxidante y antimicrobiana, pero su alta volatilidad y su baja estabilidad durante el proceso de manufacturado de los envases, incluso a escala de laboratorio, generan alteraciones que impactan negativamente en su rendimiento.

Esta es una de las trabas a la aplicación de compuestos bioactivos como este en envases comerciales, que a menudo se fabrican mediante procesos que se realizan a altas temperaturas y tasas de cizalladura, es decir, los cortes o deformaciones causados por la tensión provocada por fuerzas con intensidades distintas en el material que está procesándose, lo que puede degradar al aditivo.

“Frente a este problema, ideamos el uso de un derivado de esa sustancia, el poli(limoneno), que no es volátil y posee una mayor estabilidad que su precursor”, comenta Pioli Vieira. En tanto, el quitosano, un derivado de la quitina, un biopolímero presente en el caparazón y en el exoesqueleto de los crustáceos, se aplicó como matriz para el poli(limoneno) debido a que es un polímero de origen natural con conocidas propiedades antioxidantes y antimicrobianas. La hipótesis de la investigación indicaba que la unión de ambos materiales podría generar una película con propiedades bioactivas potenciadas.

En el trabajo referido, descrito en el periódico científico Food Packaging and Shelf Life, se elaboraron películas con distintas proporciones de limoneno y poli(limoneno) a los efectos de compararlas. El reto residió en compatibilizar la matriz de quitosano con dicha sustancia, ya que teóricamente ambas no se mezclan. Por eso los investigadores utilizaron la polimerización, que es una reacción de pequeñas moléculas que se combinan químicamente para formar estructuras más largas. En ese proceso, utilizaron un compuesto con funciones químicas polares para iniciar la reacción, lo que permitió aumentar la interacción entre el aditivo y la matriz polimérica. Tras la obtención de la película, se evaluaron diversas propiedades del material, tales como su capacidad antioxidante y la de frenar el paso de la luz y el vapor de agua, aparte de soportar temperaturas más elevadas.

Los resultados fueron bastante satisfactorios. “Las películas con el aditivo de poli(limoneno) exhibieron un rendimiento superior que aquellas que tenían limoneno, especialmente en lo concerniente al efecto antioxidante, que fue alrededor de dos veces mayor”, comenta Pioli Vieira. La sustancia también mostró resultados sumamente satisfactorios como bloqueador de la radiación ultravioleta y se corroboró su no volatilidad, lo que hizo que se la considerase bastante atractiva para la producción de envases a mayor escala, es decir, en condiciones más severas de procesamiento.

Las películas aún no se encuentran a disposición de las industrias, especialmente debido a la falta de competitividad del uso de plásticos a base de quitosano, que aún no se producen a gran escala. También deberá optimizarse el proceso de producción del poli(limoneno), a los efectos de mejorar su rendimiento y para luego probarlo durante la fabricación de empaques comerciales.

“Nuestro grupo ha venido trabajando en tal sentido y ha investigado otras aplicaciones del poli(limoneno) en el área biomédica, por ejemplo. Apuntamos demostrar la multifuncionalidad de este aditivo de origen renovable”, afirma el investigador.

Esta investigación contó con financiación de la FAPESP a través de dos proyectos (20/14837-3 y 21/04043-2).

Puede leerse el artículo intitulado Poly(limonene): A novel renewable oligomeric antioxidant and UV-light blocking additive for chitosan-based films en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214289423000625?via%3Dihub.