Desarrollo de películas proteicas para el envasado activo e inteligente de alimentos

Abstract

Tradicionalmente, el objetivo principal al envasar un alimento era proteger al producto del medio externo y así prolongar su período de vida útil. Los cambios en el modo en que los alimentos son producidos, distribuidos, almacenados y comercializados, así como las crecientes demandas de los consumidores imponen nuevas exigencias al comportamiento de los envases alimentarios. También la tendencia de asegurar la calidad y seguridad de los alimentos, sin el agregado de aditivos y conservantes (o con la menor cantidad posible de los mismos), contribuyen a que el envase cumpla un papel más significativo. En este sentido, se ha incrementado el interés en el desarrollo de sistemas de envasado activos y/o inteligentes usando polímeros biodegradables para su formación. Estas nuevas tecnologías podrían tener gran potencial para contribuir a mantener la calidad de los productos y a asegurarla a lo largo de la cadena de distribución, así como para reemplazar a los polímeros sintéticos derivados del petróleo en algunas aplicaciones. En este marco el objetivo de este trabajo de Tesis fue desarrollar películas activas e inteligentes de matriz proteica para su uso en envases de alimentos. Se estudió: la formación de películas proteicas con capacidad de respuesta a cambios de pH del medio y temperatura, evaluando el efecto que los compuestos adicionados ejercían sobre las propiedades fisicoquímicas, antioxidantes y antimicrobianas de las películas. Inicialmente se evaluó el agregado de los indicadores de pH sintéticos: naranja de metilo, rojo neutro y verde de bromocresol a películas de gelatina.Se evaluó la aplicación de estos materiales desarrollados como envases de productos cárnicos. Se analizó la correlación entre el pH de carnes de distintos tipos y su crecimiento microbiano durante el almacenamiento refrigerado. La evidencia de que la matriz de proteína no interfería con la decoloración de los indicadores ácido-base, condujo a la búsqueda de colorantes de grado alimentario para el desarrollo de materiales aptos para envasar alimentos. Con este fin se evaluó la utilización de curcumina y antocianinas extraídas de repollo colorado. Dada la baja solubilidad en agua de ambos componentes se analizó el efecto de reeemplazar agua por mezclas hidroalcóholicas como solventes en las dispersiones filmogénicas. Para obtener materiales que respondan a cambios de temperatura se estudió el agregado de tintas termocrómicas a películas proteicas. La impresión de las tintas sobre las películas se realizó en el establecimiento Megacolor S.R.L., con un tratamiento industrial que también implicaba radiación UV. Las películas de soja soportaron la impresión y lograron indicar de manera reversible cambios de temperatura, por lo que estos materiales podrían ser asociados a aplicaciones de confort. Por último, se estudió la obtención de nanopartículas de plata y su agregado a matrices proteicas de gelatina con el fin de obtener materiales antimicrobianos. Estas nanopartículas se obtuvieron siguiendo dos estrategias: sintetizándolas en la misma solución filmogénica, o previo a su agregado a la formulación usando citrato de sodio como reductor. El tamaño nanoscópico de las partículas fue confirmado por espectroscopía UV, por dispersión de luz dinámica y por microscopía electrónica de transferencia. La presencia de estas nanopartículas en la formulación le otorgó a las películas de gelatina una actividad antimicrobiana muy importante frente a Escherichia coli (microorganismos común en el deterioro de alimentos, utilizada como sistema modelo) y logró ejercer un efecto refuerzo sobre la matriz proteica.