Buenos resultados de una película en atmósfera modificada sobre Agaricus bisporus en poscosecha

El agotamiento de los recursos y la contaminación ambiental debido al uso de materiales de embalaje a base de petróleo se han vuelto cada vez más prominentes, lo que ha llevado a la industria del embalaje de alimentos a realizar grandes ajustes.

La celulosa, como un tipo de polímero molecular de d-glucosa de cadena lineal, está conectada por enlaces de hidrógeno y enlaces β-1,4-O. Sin embargo, la baja flexibilidad e insolubilidad de la celulosa han limitado su mayor espacio de desarrollo en el campo comercial.

Desarrollando una nueva generación de productos de celulosa

Actualmente, investigadores de los campos de la ciencia de materiales, la nanotecnología, la biología y la química están trabajando juntos para desarrollar una nueva generación de productos de celulosa con propiedades nuevas y mejoradas.

La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un derivado de la celulosa soluble en agua que puede resolver eficazmente los problemas antes mencionados. Sin embargo, un mayor número de grupos laterales hidroxipropilo disminuiría la cristalinidad general del polímero, lo que conduciría a un aumento de la permeabilidad.

Esto no es beneficioso para la formación de películas con buenas propiedades de barrera.

Almidón de baja permeabilidad 

Este problema se puede solucionar introduciendo almidón de baja permeabilidad en la película.

Al ser un material termoplástico, el almidón de pueraria, una fabácea, y la celulosa tienen la misma unidad de glucosa. Gracias al excelente rendimiento mecánico y la buena apariencia de la película HPMC, la introducción de una película de mezcla de almidón de esta planta favorece la formación de un sistema de mezcla uniforme y estable, que puede mejorar la capacidad de barrera a los gases de la película, pero también mejora eficazmente el rendimiento termodinámico de la película.

Es de destacar que el almidón es semipermeable al CO2 y resiste la permeabilidad al O2, creando así buenas condiciones para la formación de un sistema de control de atmósfera espontáneo de la película. Sin embargo, faltan estudios sobre la mezcla de raíz de HPMC/P para formar una película.

Mejora de la composición del gas dentro del embalaje

Como nueva tecnología de mantenimiento fresco para extender el período de almacenamiento de frutas y verduras, los envases de base biológica pueden regular eficazmente la tasa de migración de agua y nutrientes y retrasar el envejecimiento al mejorar la composición del gas dentro del envase. Esto es similar a la tecnología de conservación de una atmósfera modificada.

Los equipos tradicionales de atmósfera controlada modificada son costosos y su aplicación comercial es limitada. Por tanto, el desarrollo de nuevas tecnologías de envasado es urgente y crítico.

Para cumplir con los requisitos de mantener una respiración relativamente baja de frutas y verduras, se puede formar un entorno de atmósfera modificada simple controlando la coordinación efectiva entre el embalaje y las frutas y verduras. El equilibrio dinámico de un entorno gaseoso se mantiene mediante la respiración de los productos y la permeación de la película.

Características poscosecha de Agaricus bisporus

Agaricus bisporus (hongo blanco) se encuentra entre los hongos más cultivados y consumidos a nivel mundial [9]. Los hongos blancos, en poscosecha, son susceptibles al envejecimiento y deterioro debido a su respiración vigorosa y falta de cutícula, afectando así su valor comercial.

Altamente tolerante al CO2

Nuestros estudios han demostrado que el hongo blanco es altamente tolerante al CO2, y una atmósfera modificada con un 20% de CO2 combinada con un ambiente de baja temperatura puede aumentar el período de almacenamiento de Agaricus bisporus hasta por 30 días.

El envasado en atmósfera modificada (MAP) ha mostrado actualmente un gran potencial en aplicaciones de mercado. Por lo tanto, adoptar un tipo de MAP para prolongar la vida útil de los champiñones blancos es de gran importancia. Los estudios han investigado el uso de películas MAP para el almacenamiento de hongos blancos.

Estudios sobre la película MAP

Hay y col. mejoraron la película de HPMC incorporando un compuesto de inclusión de palmitato de amilosa y sodio, y la película de mezcla preparada tenía ciertas propiedades de barrera para el vapor de agua y el oxígeno.

Incluso, Caleb et al. utilizaron microperforaciones en películas de base biológica para regular el ambiente de gas dentro del paquete.

Sin embargo, las propiedades de regulación de gases de los envases no se proponen explícitamente en la literatura anterior. Por tanto, la película de mezcla HPMC/P preparada en este estudio es una película de embalaje con efecto acondicionador de gas, que presenta cierta novedad.

Al mismo tiempo, en comparación con otras películas de embalaje controladas por gas, nuestros materiales y proceso de preparación son más simples sin más agentes bioactivos para ayudar en el proceso.

Enfoque de este estudio

Este estudio se centró en superar las deficiencias del proceso de preparación de película existente, desarrollando una película respiratoria regulada por gas a través de un proceso simple, mejorando la permeabilidad al aire de la película, manteniendo la concentración de O2 en el paquete lo más baja posible, estableciendo una mayor concentración de CO2. ambiente gaseoso y, por tanto, conserva eficazmente las setas blancas.

En este estudio se desarrolló una película mezclada de HPMC/polvo de pueraria.

Al mejorar su propiedad de barrera el ambiente del paquete de atmósfera modificada se ajustó espontáneamente para retrasar el envejecimiento de los hongos blancos poscosecha.

Se evaluaron las propiedades mecánicas, las propiedades de barrera y el ambiente gaseoso interno de las biopelículas.

La estabilidad térmica, la microestructura y la biocompatibilidad de las películas se caracterizaron sistemáticamente mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y análisis termogravimétrico (TGA).

Mientras tanto, la película mezclada se aplicó para envasar y conservar champiñones blancos. Se espera que este estudio proporcione nuevos conocimientos sobre la aplicación de envases biológicos con atmósfera modificada espontáneamente para la conservación de la frescura.

Conclusiones

En general, la película compuesta con excelentes propiedades se preparó con éxito mediante un proceso simple utilizando almidón de pueraria y HPMC.

La película HPMC/P-2 exhibió las propiedades mecánicas más altas y excelentes propiedades de barrera.

Mientras tanto, la concentración de O2 dentro del paquete HPMC/P-2 fue del 1 al 2 % y la concentración de CO2 fue del 8 al 13,8 %, lo que es un entorno de concentración de gas adecuado para mantener la buena calidad de los champiñones blancos.

En comparación con otras películas mixtas, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)/pueraria (P)-2 mostró mejores propiedades mecánicas, propiedades de barrera y energía de estabilidad térmica. La aplicación de la película HPMC/P-2 para conservar champiñones blancos puede ajustar espontáneamente el ambiente interno del gas.

Además, la concentración de O2 en el paquete se mantuvo estable entre el 1% y el 2%, y la concentración de CO2 estuvo entre el 8% y el 14%.

La película puede reducir eficazmente la tasa de respiración de los hongos blancos, inhibir el pardeamiento enzimático, mantener su buen color y textura y retrasar su envejecimiento.

En conclusión, la película HPMC/P-2 se puede utilizar no sólo para la conservación de frutas y verduras, sino que también proporciona una base teórica para el envasado de alimentos sostenible.

Resumen gráfico del trabajo

Fuentes

Xin Jiang, Lei Feng, Jiali Han, Ling Li, Jia Wang, Haipeng Liu, Hiroaki Kitazaw, Xiangyou Wang. (2024). Preparation of hydroxypropyl methylcellulose/pueraria-based modified atmosphere film and its influence on delaying the senescent process of postharvest Agaricus bisporus. International Journal of Biological Macromolecules. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.129611

Imagen principal

Cómo se deben embalar los champiñones para su distribución y exportación, http://flejadoras.reisopack.com/2015/05/como-se-deben-embalar-los-champinones.html