Potencial del poli-limoneno como aditivo de biopelículas activas

Potencial del poli-limoneno como aditivo de alta estabilidad para el desarrollo de películas activas de base biológica como material para el envasado de alimentos

Por Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

  El uso indiscriminado de materiales plásticos de empaque derivados del petróleo ha generado una gran preocupación en la sociedad moderna por el riesgo ambiental que representa. La baja degradabilidad del plástico aliada a las bajas tasas de reciclaje conduce a su acumulación en los vertederos y a la contaminación de los océanos. Además, los consumidores demandan cada vez más productos más sostenibles y seguros. De ahí que la industria haya buscado alternativas para producir envases viables, sostenibles y más amigables con el medio ambiente, que además conserven las características organolépticas y la calidad nutricional de los productos. El uso de polímeros naturales, especialmente polisacáridos y proteínas, se encuentra entre las alternativas más prometedoras para producir películas biodegradables para el envasado de alimentos.  

El quitosano, un polímero natural

El quitosano es uno de los polímeros de base biológica más explorados para producir películas biodegradables comestibles. Se obtiene de la quitina, que es el principal constituyente del exoesqueleto de los crustáceos, se compone de dos subunidades de N-acetil-D-glucosamina y D-glucosamina, unidas linealmente por enlaces 1,4-glucosídicos. Este polisacárido ha demostrado excelentes características intrínsecas como biodegradabilidad y baja toxicidad, así como capacidad de captación de radicales y actividad antimicrobiana, inhibiendo el crecimiento de una amplia variedad de bacterias y hongos. A lo largo de los años, los investigadores han investigado películas de quitosano combinadas con otros polímeros y la viabilidad de ser utilizadas como materiales avanzados para envases activos.  

Aditivos que mejoran la funcionalidad

La funcionalidad de las películas a base de quitosano puede mejorarse incorporando sustancias bioactivas. Numerosos compuestos como el ácido protocatecúico (un ácido dihidroxibenzoico, un tipo de ácido fenólico), ácido gálico, extracto de propóleo, aceites esenciales entre otros, han mostrado propiedades antimicrobianas y/o antioxidantes, siendo aditivos funcionales prometedores para incorporar en películas comestibles. Los aceites esenciales se han aplicado ampliamente en la industria alimentaria debido a sus capacidades antioxidantes y antimicrobianas, sin embargo, estos compuestos pueden degradarse fácilmente debido a su sensibilidad a la oxidación y su alta volatilidad.

El limoneno como aditivo

El limoneno es un monoterpeno y el componente principal del aceite esencial de cítricos. La adición de limoneno al quitosano, gelatina y almidón ha proporcionado mayores efectos antioxidantes, antimicrobianos y bloqueadores de rayos UV. Esta tecnología ha sido una de las promesas para el desarrollo de materiales de envasado más sostenibles para maximizar la conservación de los alimentos. Sin embargo, uno de los desafíos es lidiar con la alta volatilidad del limoneno. A pesar de los avances en la mejora de la estabilidad y la prevención de pérdidas por volatilización a través de la emulsificación/encapsulación en condiciones de almacenamiento, las pérdidas durante los pasos de secado de películas basados en quitosano pueden ser superior al 60 %, disminuyendo drásticamente la eficiencia del proceso y el rendimiento objetivo para las aplicaciones de envasado activo. Las severas condiciones de procesamiento industrial (como extrusión) para obtener estas películas podrían aumentar aún más estas pérdidas de aditivos.

Oligopolímeros para estabilizar el limoneno

En este contexto, la estabilización de limoneno a través de la síntesis de oligómeros puede ser una estrategia aún no explorada para superar este desafío. Recientemente, un grupo de científicos ha informado sobre la síntesis de oligómeros de terpenos, como poli-β-pineno y poli-limoneno mediante fotopolimerización. Los oligómeros no son volátiles y presentaban mayor estabilidad térmica y capacidad antioxidante que el monómero y constituyen una fuerte barrera a la luz ultravioleta. Por lo tanto, las películas basadas en quitosano incorporadas con poli-limoneno son una alternativa prometedora a las películas biológicas activas, evitando los inconvenientes del uso directo de aceites esenciales. [caption id="attachment_24694" align="aligncenter" width="800"] Resumen de la síntesis de poli-limoneno,  de Oliveira, E. R. M.; Vieira, R. P. (2020)[/caption]  

Fuentes

Gonçalves, S. de A.; Barbosa, M. H.R.; Marangoni Júnior, L.; Alves, R. M.V.; Vieira, R. P. (2023). Poly(limonene): A novel renewable oligomeric antioxidant and UV-light blocking additive for chitosan-based films. Food Packaging and Shelf Life, 37: 101085. de Oliveira, E. R. M.; Vieira, R. P. (2020). Synthesis and Characterization of Poly(limonene) by Photoinduced Controlled Radical Polymerization. Journal of Polymers and the Environment , 28: 2931–2938 Imagen principal, Epicurious, https://www.epicurious.com/expert-advice/the-best-citrus-to-buy-online-article Acceso el 14/07/2023.