Evaluación de las propiedades de barrera de un bioenvase activo a base de polisuccinimida reforzado con microcelulosa

Abstract

"El resultante impacto ambiental del consumo de materiales plásticos por parte de la industria alimentaria ha motivado un gran interés en el desarrollo de bioempaques, que cumplan no solo con las actividades básicas de transporte, sino con funciones activas de proteger a los alimentos de factores físicos, químicos y biológicos preservando sus características organolépticas. El objetivo del presente estudio fue la evaluación de un biomaterial Polisuccinimida-almidón-aceite esencial del orégano, reforzado con microcelulosa, en cuanto a sus propiedades de barrera, permeabilidad al vapor de agua (PVA) y del oxígeno (PO), así como de las propiedades funcionales, actividad antioxidante (AAO) actividad antimicrobiana (AAM). La integración del material fue mediante extrusión para posteriormente realizar el proceso de moldeado por termoconformación. Se evaluaron tres diferentes formulaciones identificadas como M2, M4 y M6 cuya diferencia consiste en el contenido de aceite esencial de orégano (AEO) (3.11%, 3.44% y 2.22%). Para el atributo de permeabilidad al vapor de agua, se obtuvieron valores de 1.14x10-7 g/s*m*KPa para la M2 6.6 x10-8 g/s*m*KPa para la M4 y 8.58x10-8 g/s*m*KPa para la M6. Los cuales son inferiores a los presentados por biopelículas de almidón, aislados de proteína de soja entre otros, y la M4 es equiparable al celofán y al poliéster, ofreciendo así un mejor desempeño en este atributo. En cuanto a la permeabilidad al oxígeno las muestras resultaron ser una buena barrera a este gas con valores de 5.95 y 7.60 cc/m2*día, que resultaron superiores a los reportados para otros biopolímeros como las policaprolactónas (PCL), el ácido polilático (PLA) y los polihidrozialcanoatos (PHA), ampliamente reportados y estudiados para el desarrollo de este tipo de empaques. Este atributo se relaciona e impacta positivamente en la preservación del alimento al daño oxidativo, donde se alcanzó el valor del 62.70% en la muestra M4, que resultó ser la más eficiente en este rubro, dicho valor es superior al reportado por el mismo AEO en estado libre, ante la misma evaluación. En lo referente a la actividad antimicrobiana, se evaluaron dos cepas gram negativas, E. coli y Salmonella ssp, mismas que resultaron sensibles a todas las muestras estudiadas, destacándose la muestra M4 al presentar los mayores halos de inhibición, de 4.27 mm y 6.46 mm respectivamente. Al contrastar estos valores. xiv. con los de otros biopolímeros funcionalizados con extractos de AEO, estos resultaron menores, pero las concentraciones empleadas en dichos trabajos son superiores a las aquí evaluadas (3.00% contra 8.00%) esto en un estudio para un biocomposito almidón de yuca-bagazo de caña de azúcar, así como para otro estudio en un biomaterial, bagazo de caña-alcohol polivinílico, que resultó después de realizar una funcionalización por adsorción previa y presentando nula actividad en el compósito sintetizado originalmente, como se llevó a cabo en el presente estudio; lo que evidencia la conveniencia de la afinidad existente entre la polisuccinimida (PSI), material base del presente biomaterial, al formar enlaces del tipo puente de hidrógeno que permiten una liberación prolongada y adecuada del aditivo hacia el producto a contener, lo que lo vuelve un objeto de estudio prometedor ya que presenta ventajas en comparación con los demás biopolímeros actualmente estudiados"