Películas de origen biológico que incorporan compuestos bioactivos de guayabo del Brasil

Potencial de las películas de origen biológico que incorporan compuestos bioactivos; el caso de los subproductos de guayaba del Brasil en envases para pan y para manzana

La incorporación de compuestos bioactivos derivados de plantas en películas fabricadas con polímeros de origen biológico y su aplicación en el envasado de alimentos, como alternativa sostenible a los materiales de embalaje convencionales basados en productos petroquímicos

Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

El plástico, generalmente derivado de fuentes no renovables, se encuentra entre los materiales más utilizados en el envasado de alimentos, a pesar de sus propiedades de barrera, los envases de plástico tienen una tasa de reciclaje muy por debajo del ideal y su acumulación en el medio ambiente genera serios problemas ambientales.

Una de las soluciones planteadas para minimizar este impacto es el desarrollo de materiales de envasado de alimentos elaborados a partir de polímeros de fuentes renovables que, además de ser biodegradables, en algunos casos, también pueden ser comestibles.

Se han analizado diferentes biopolímeros de origen agrícola renovable como gelatina, proteína de suero, almidón, quitosano, alginato y pectina, entre otros, para el desarrollo de películas biodegradables. Además, estas películas pueden servir como vehículos para el transporte de compuestos bioactivos, extendiendo su aplicabilidad como películas bioactivas, comestibles, compostables y biodegradables.

Las películas de biopolímeros incorporadas con compuestos bioactivos derivados de plantas se han convertido en un área interesante de investigación. La interacción entre biopolímeros respetuosos con el medio ambiente y compuestos bioactivos mejora la funcionalidad. Además de interferir con las propiedades térmicas, mecánicas y de barrera de las películas, dependiendo de las propiedades de los compuestos bioactivos, se atribuyen nuevas características a las películas, como propiedades antimicrobianas y antioxidantes, color y sabores innovadores.

En la industria alimentaria, una preocupación creciente es el uso de material de envasado adecuado (es decir, recubrimientos y películas biodegradables) con características térmicas, mecánicas y de barrera mejoradas para evitar la contaminación y la pérdida de alimentos.

Los recursos de polímeros de base biológica se pueden utilizar para el desarrollo de bioplásticos biodegradables. Para lograr este objetivo, los biopolímeros deben ser económicos, renovables y abundantemente disponibles.

Los materiales de envasado bioplásticos basados ​​en biomasa renovable podrían utilizarse como alternativa sostenible a los materiales plásticos de origen petroquímico. Avances recientes, han propuesto polímeros microbianos (PHA, polihidroxialcanoatos y PLA, ácido poliláctico), los polímeros a base de madera (celulosa, hemicelulosa, almidón y lignina) y los polímeros a base de proteínas (gelatina, queratina, gluten de trigo, proteína de soja y aislado de proteína de suero) como entre los materiales más ampliamente explotados para el desarrollo de películas de embalaje inteligente.

Estos biopolímeros son capaces de sintetizar recubrimientos y películas con buenas propiedades de barrera contra los patógenos transmitidos por los alimentos y el transporte de gases. Los refuerzos de base biológica, por ejemplo, aceites esenciales de plantas y aditivos naturales para películas bioplásticas, mejoran las propiedades antibacterianas, antifúngicas y de barrera contra el oxígeno.

Para inducir la funcionalidad deseada, la utilización simultánea de diferentes polímeros sintéticos y de base biológica en forma de compuestos/mezclas también es un área emergente de investigación.

También se ha informado que los refuerzos a nanoescala en los envases de bioplásticos mejoran las características de éstos y, en última instancia, aumentan la vida útil de los alimentos.

El desarrollo de bioplásticos/biocompuestos y nanobiocompuestos exhibe un alto potencial para reemplazar materiales no biodegradables con características comparables a los plásticos de origen fósil, además de otorgar características biodegradables y compostables. La idea de la utilización de biomasa renovable y las implicaciones de la biotecnología pueden, en primer lugar, reducir la carga de los recursos fósiles y, en segundo lugar, promover la bioeconomía.

Compuestos de guayaba del Brasil  incorporados a películas biodegradables

Fue realizado un estudio científico en el que se aplicaron in situ películas biodegradables producidas con almidón, pectina cítrica y funcionalizadas con compuestos antioxidantes de guayaba del Brasil (Acca sellowiana, antes Feijoa sellowiana) para la conservación de pan y uvas.

Los resultados demostraron que las películas producidas fueron una excelente fuente de compuestos antioxidantes estables, con actividad antimicrobiana contra Escherichia coli, Salmonella y Shigella. Las películas bioactivas a base de macromoléculas biológicas estabilizaron positivamente los ácidos grasos poliinsaturados y redujeron las reacciones de deterioro.

La liberación de compuestos bioactivos de las películas fue responsable de inhibir mohos y levaduras en el pan, aumentando su vida útil hasta los 30 días de almacenamiento. La aplicación de películas de recubrimiento y empaque en uvas incrementó la conservación poscosecha y mantuvo constantes las características fisicoquímicas. Por lo tanto, las películas innovadoras producidas pueden liberar compuestos bioactivos con actividad antioxidante y antimicrobiana, pueden proponerse como un material efectivo para la conservación de alimentos, aumentando la vida útil de los productos alimenticios perecederos.

Además, se desarrolló un innovador empaque biodegradable con propiedades antimicrobianas y antioxidantes, y se funcionalizó con subproducto de desecho de Acca sellowiana (harina de cáscara de feijoa, FPF de feijoa peel flour). Con los envases producidos se estudiaron las propiedades fisicoquímicas, morfológicas, antioxidantes, antimicrobianas y aplicación in situ en la conservación poscosecha de manzana.

Los resultados obtenidos demuestran que la adición de FPF tuvo una influencia positiva en las características del empaque, para todos los parámetros probados. La alta concentración de compuestos antioxidantes en las películas con FPF promovió la actividad antimicrobiana contra Escherichia coli, Salmonella typhimurium y Pseudomonas aeruginosa. Los envases producidos mantuvieron la calidad de las manzanas durante el almacenamiento, con peso constante después de 5 días. En base en estos resultados, el empaque bioactivo, antioxidante y antimicrobiano funcionalizado con subproducto de desecho de feijoa puede ser considerado como una nueva alternativa al envasado en los sistemas alimentarios.

Fuentes Asgher , M.;  Qamar , S.;   Bilal , M.;   Iqbal, H. M. N. (2020). Bio-based active food packaging materials: Sustainable alternative to conventional petrochemical-based packaging materials. Food Res Int, 137:109625. Nogueira , G. F.;  de Oliveira , R. A.;  Velasco , J. I.;  Fakhouri, F. M.  (2020). Methods of Incorporating Plant-Derived Bioactive Compounds into Films Made with Agro-Based Polymers for Application as Food Packaging: A Brief Review. Polymers (Basel), 12(11):2518. Sganzerla , W. G.;  da Rosa , C. G.;  da Silva , A. P. G.;   Ferrareze , J. P.;  Azevedo , M. S.;  Forster-Carneiro , T.;  Nunes , M. R.;   Veeck, A. P de L. (2021). Application in situ of biodegradable films produced with starch, citric pectin and functionalized with feijoa (Acca sellowiana (Berg) Burret) extracts: An effective proposal for food conservation. Int J Biol Macromo,l189:544-553. Sganzerla , W. G.;  Rosa , G. B.;  Ferreira , A. L. A.;  da Rosa , C. G.;  Beling , P. C.;  Xavier , L. O.;  Hansen , C. M.;  Ferrareze , J. P.;   Nunes , M. R.;  Barreto, P. L. M.;  Veeck, A. P. de L. (2020). Bioactive food packaging based on starch, citric pectin and functionalized with Acca sellowiana waste by-product: Characterization and application in the postharvest conservation of apple. Int J Biol Macromol, 147:295-303. Imagen Dinámica Ambiental, Acceso el 10/08/2022.