Materiales bioactivos para protección de alimentos: Estudio del proceso de impregnación de bioplaguicidas en películas de PLA con tecnologías limpias

MIRANDA VILLA, PATRICIA P.; MURATORE, FLORENCIA; GAÑAN, NICOLÁS A.; MARTINI, RAQUEL E.; GOÑI, MARÍA L.

Lanús

Encuentro; 1° Encuentro Intersectorial sobre Innovación y Calidad en la Alimentación (EIICA 2021); 2021

Universidad Nacional de Lanús

La impregnación de compuestos naturales en materiales poliméricos utilizando fluidos supercríticos es una tecnología atractiva por su bajo impacto ambiental a la vez que permite preservar compuestos termolábiles por la baja temperatura de trabajo, y obtener materiales libres de solvente. La R-carvona es una cetona terpénica presente en numerosas plantas aromáticas que actualmente es utilizada como aromatizante en la industria de alimentos, y estudios previos han demostrado que presenta actividad antimicrobiana e insecticida frente a numerosas plagas de alimentos. Además, el uso de materiales biodegradables y biocompostables, como el ácido poliláctico (PLA), resulta una alternativa cada vez más interesante frente a los materiales de envase convencionales. Por ello, como estrategia para desarrollar un material con actividad bioplaguicida para preservación de alimentos, se estudió la impregnación de R-(-)-carvona en películas de PLA, utilizando la tecnología de impregnación con CO2 supercrítico. La impregnación se llevó a cabo en una celda de alta presión de 50 ml, se aplicó un diseño factorial 23 donde se evaluó el efecto de la densidad de CO2 (278-683 kg/m3); la temperatura (40-60°C) y la velocidad de despresurización (0.6-6.0 MPa/min), sobre la cantidad de carvona incorporada (Y%). Además, se evaluaron las propiedades mecánicas del film original y el impregnado con el mayor contenido de carvona. Según el ANOVA, todas las variables mostraron efecto significativo en Y%, obteniendo valores entre 6.7 y 29.8% (p/p). La densidad fue la variable que mayor efecto mostró, obteniendo los mejores resultados a 278 kg/m3, 60°C y despresurización lenta. La densidad tiene dos efectos contrapuestos: por un lado, a mayor densidad hay un mayor hinchamiento del polímero, que aumenta su plasticidad y favorece la penetración del compuesto en la matriz polimérica. Por otro lado, una mayor densidad también mejora el poder solvente del CO2, aumentando la afinidad del compuesto por la fase fluida. En este caso, el segundo efecto prevalece, obteniéndose una mayor incorporación a densidad baja. La temperatura, por su parte, aumenta la movilidad de las cadenas poliméricas, favoreciendo la penetración del compuesto. Por último, el efecto de la velocidad de despresurización puede explicarse por un efecto de arrastre del compuesto cuando se despresuriza bruscamente (6 MPa/min), lo que genera que una menor cantidad de compuesto quede retenido en el material. Asimismo, el análisis de las propiedades mecánicas demostró que las películas obtenidas resultaron más flexibles y dúctiles que el film sin impregnar. Este efecto puede explicarse por la plastificación provocada por la presencia del compuesto activo en la matriz polimérica, y el efecto del tratamiento con CO2 supercrítico. Luego, las películas obtenidas podrían resultar una buena alternativa como material de envases u otro dispositivo de liberación gradual y/o controlada de bioplaguicidas para la protección de alimentos durante el almacenamiento y transporte.