Películas biodegradables en base a proteínas de girasol con propiedades antioxidantes y posibles aplicaciones en agricultura

SALGADO, P. R.; MOLINA ORTIZ, S. E.; PETRUCCELLI, S.; MAURI, A. N.

San José de Costa Rica - Costa Rica

Simposio; XII Simposio Latinoamericano de Polímeros; 2010

Películas biodegradables en base a proteínas de girasol con propiedades antioxidantes y posibles aplicaciones en agricultura Pablo R. Salgado, Sara E. Molina Ortiz, Silvana Petruccelli, Adriana N. Mauri Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos, CIDCA - CCT La Plata – CONICET – UNLP Calle 47 y 116, La Plata, Argentina - psalgado@cidca.org.ar Una ventaja adicional que presentan las películas biodegradables y/o comestibles obtenidas a partir de biopolímeros, es que pueden actuar como vehículos de aditivos (antimicrobianos, antioxidantes, flavours, etc.) útiles para distintas aplicaciones (por ejemplo packaging de alimentos) [1]. En particular el pellet de girasol -residuo de la industria aceitera- posee elevados contenidos de proteínas y de compuestos fenólicos (principalmente ácido clorogénico) con capacidad antioxidante. Estos compuestos son extraídos junto con las proteínas, en distintas proporciones dependiendo del proceso utilizado, durante la obtención de productos proteicos (aislados y concentrados) [2]. El objetivo de este trabajo fue obtener películas biodegradables naturalmente activadas con compuestos fenólicos a partir de aislados proteicos de girasol con diferente concentración de estos compuestos, y analizar el efecto de los mismos sobre las propiedades estructurales y funcionales de los materiales resultantes, entre ellas su capacidad antioxidante. Se trabajó con tres aislados proteicos de girasol, todos obtenidos a partir del pellet de girasol por solubilización a pH 9, precipitación isoeléctrica a pH 4,5, disolución a pH 9 y secado spray, pero con el agregado de etapas previas de lavado con agua (AGA), con solución de sulfito de sodio (AGS) o sin etapas de lavado (AG); y con un aislado proteico de soja comercial (AS) usado como control. Las películas se obtuvieron por casting a partir de dispersiones acuosas de los aislados proteicos (5%p/v) y glicerol (1,5%p/v, utilizado como plastificante) a pH 11. Dichas dispersiones se moldearon y se secaron 5 h a 60°C. Las películas resultantes se acondicionaron 48 h a 20°C y 58%HR previo a su caracterización [3]. Caracterización de los aislados: Al aumentar la concentración de fenoles en los aislados de girasol se observó un incremento en la hidrofobicidad superficial (Ho, medida con ANS) de sus proteínas, sin afectar su solubilidad en agua (≈87%, medido por Bradford) ni su grado de desnaturalización proteica (≈60%, medido por DSC); a diferencia del AS utilizado, carente de fenoles, que presentó proteínas totalmente desnaturalizadas con baja solubilidad (≈40%) (Tabla 1). Caracterización de las películas. A pesar de las diferencias estructurales de las proteínas presentes en los aislados estudiados, no se observaron diferencias significativas en el espesor (64-80 µm), la densidad (≈1,47 g/cm3), el contenido de agua (≈25%) y la permeabilidad al vapor de agua (WVP ≈1,4*10-10 gH2O/Pa.s.m) de sus respectivas películas. Sin embargo, si bien las películas de girasol y soja presentaron la misma resistencia mecánica (σmax), estas últimas resultaron cuatro veces más elongables (εmax) que las de girasol (Tabla 2). Estas diferencias estarían asociadas a la forma en que estas macromoléculas interaccionan formando la matriz proteica. Por ensayo de solubilidad diferencial se determinó que las películas de girasol se encontraban estabilizadas mayoritariamente por puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas, y en menor medida por uniones disulfuro. En cambio, este tipo de interacciones resultó predominante en la formación y estabilización de la matriz de AS.  Las películas de girasol, a diferencia de las de soja, presentaron actividad antioxidante debido a los compuestos fenólicos presentes. Al aumentar la concentración de los mismos, las películas adquirieron mayor opacidad (Tabla 2) y coloración verdosa. Si bien estas últimas características podrían limitar su empleo en packaging de alimentos podrían llegar a ser ventajosas para otras aplicaciones. Por ejemplo, la película con mayor contenido de fenoles (AG) presentó un máximo de absorción similar al de la clorofila (650-700 nm), por lo que es de esperar que estas películas usadas en agricultura pudieran llegar a impedir el crecimiento de malezas. El contenido de fenoles presentes en los aislados proteicos modificó el color y la opacidad de las películas, confiriéndoles propiedades antioxidantes; sin afectar significativamente sus propiedades mecánicas y de barrera. Queda pendiente la evaluación de estos materiales en mulching con efecto herbicida.