Bioplástico que podría revolucionar la conservación de alimentos
Un nuevo y asombroso material de envase bioactivo y biodegradable ayuda a mantener durante más tiempo las propiedades de la comida sin necesidad de añadir aditivos químicos. El material, empleaba en forma de película delgada, contiene compuestos antimicrobianos y antioxidantes testados in vitro, así como un mayor filtro de luz ultravioleta que retarda la descomposición de los alimentos.
Este material es un bioplástico hecho a base de nanocelulosa y mango, concretamente a partir de celulosa procedente de la industria papelera y extractos de las hojas de esa fruta. El material es obra de investigadores de la Universidad de Cádiz en España y la Universidad de Aveiro en Portugal.
Para determinar la idoneidad del nuevo material, los investigadores han comparado dos técnicas diferentes de obtención del envase. Una de ellas, la convencional, está basada en la disolución de los componentes en un disolvente y su posterior eliminación. El otro procedimiento alternativo no requiere el uso de disolventes químicos, sino que utiliza dióxido de carbono (CO2) supercrítico para activar el polímero, el cual dota al bioplástico de unas condiciones físicoquímicas y bioactivas más efectivas que las obtenidas en el tratamiento convencional.
Este envase bioactivo, es decir, con propiedades antimicrobianas y antioxidantes otorgadas por el extracto de hoja de mango, aumenta la barrera ultravioleta. “Gracias a él, los alimentos cubiertos con este film podrían conservarse durante más tiempo sin tener que añadirles conservantes alimentarios. El propio film sustituye al aditivo químico, ya que la sustancia activa ejerce su acción desde el envase sin necesidad de añadirse a los alimentos”, detalla a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Cádiz Cristina Cejudo, coautora del estudio.
Para desarrollar este bioplástico, los expertos han utilizado extractos de hoja de mango procedentes de restos de poda de los cultivos de este fruto en la finca experimental del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea ‘La Mayora’, en Málaga. Las nanofibras de celulosa que forman el polímero provienen del tratamiento químico y enzimático de un residuo de la industria papelera.
Con estos materiales, el equipo de investigación ha empleado dos procedimientos diferentes para comparar sus propiedades físicas y su función bioactiva.
Por un lado, utilizaron el método convencional de fundido en el que la adición del compuesto activo se realiza antes de la polimerización del plástico, es decir, la agrupación de sus compuestos. Así, el proceso consiste en este caso en la disolución del extracto de hojas de mango y la nanocelulosa que posteriormente se somete a una polimerización y secado de los disolventes a una temperatura de 45 grados.
En el caso del tratamiento basado en tecnología supercrítica de impregnación, utilizaron un extracto obtenido previamente mediante la misma técnica. “De esta forma se obtiene una mejor disolución del extracto durante la impregnación del polímero, ya que el extracto de mango penetra en la composición de nanocelulosa de forma superficial, lo que beneficia la migración de los compuestos activos. De este modo se necesita menos tiempo para ejercer su acción conservante”, detalla la investigadora.
Además, otra ventaja de esta técnica supercrítica es que la inhibición frente a patógenos es más alta debido a una impregnación selectiva de los compuestos más bioactivos del extracto de mango en la impregnación supercrítica. Así se genera una mayor concentración de estos compuestos en el plástico respecto a la técnica convencional. “Con ello, las propiedades activas del mango siguen intactas tras la impregnación y confieren a este tipo de film una mayor protección del alimento”, asegura Cejudo.
Con estos resultados, el equipo de investigación ha corroborado la eficacia de la técnica de impregnación supercrítica para obtener el nuevo envase bioactivo. “Este tratamiento es eficaz y válido porque ayuda a preservar alimentos con una vida útil más perecedera y tiene además la ventaja de aplicarse sin recurrir a disolventes ni compuestos químicos artificiales”, afirma la experta.
Mientras que con el método convencional el tono del envase es anaranjado debido a la mayor interacción del mango en el polímero, en la impregnación supercrítica adquiere un color verdoso, similar a la mezcla original porque la deposición es más superficial, lo que ayuda también a una acción más rápida de los compuestos durante el envasado.
Al mismo tiempo y para comprobar la eficacia del nuevo envase resultante mediante la impregnación supercrítica, el equipo de investigación evaluó la actividad antimicrobiana in vitro contra dos patógenos alimentarios: Staphylococcus aureus y Escherichia coli.
Con este ensayo comprobaron que los polifenoles presentes en el film bioactivo a partir del mango impedían el crecimiento de ambos microorganismos debido a sus propiedades antimicrobianas. “Este resultado evidencia que el nuevo bioplástico puede usarse en el envasado para inhibir el crecimiento de patógenos evitando así la descomposición o deterioro de los alimentos”, matiza Cejudo.
Además, la presencia del extracto en la película aumenta la barrera ultravioleta, lo que reduce la cantidad de luz incidente que también provoca el deterioro de los alimentos, especialmente en aquellos que contienen compuestos oxidables como los lípidos.
Este estudio se suma a otro similar que realizaron hace un año y en el que diseñaron otro nuevo envase con un tipo de plástico alimentario al que agregaron extracto de remolacha, rico en compuestos con actividad antioxidante. Tras realizar un ensayo preliminar, lograron un producto que pretende mejorar las características de los utilizados actualmente al dotar de una mayor durabilidad al alimento contenido sin que pierda sus propiedades.
El siguiente paso de este equipo de investigación es estudiar cómo responde este envase bioactivo en la preservación de alimentos concretos, al mismo tiempo que analizar su comportamiento a escala piloto.
El estudio se titula ‘Biobased films of nanocellulose and mango leaf extract for active food packaging: Supercritical impregnation versus solvent casting’. Y se ha publicado en la revista académica Food Hydrocolloids.
Este estudio está financiado por la Junta de Andalucía a través de Fondos Feder concedidos a un proyecto sobre la revalorización del cultivo de mango, cuyo investigador principal es José Ignacio Hormaza, y ha contado además con ayudas del Centro de Investigación en Cerámica y Materiales Compuestos de Aveiro, Portugal (CICECO). (Fuente: Fundación Descubre)
