Incidencia de la temperatura de termocompresión en la biodegradabilidad de bioplásticos formulados a partir de proteínas del lactosuero

BURDISSO, M. L.; SALVATIERRA, L. M.; VERDINI, R. A.; PEREZ, L. M.; GIORDANO, R. M.; BURDISSO, M. L.; GIORDANO, R. M.; SALVATIERRA, L. M.; VERDINI, R. A.; PEREZ, L. M.

Córdoba

Congreso; VI Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CICYTAC 2016)016; 2016

Dirección de Vinculación Tecnológica, Ministerio de Ciencia y Tecnología de Córdoba y otros

Los polímeros biodegradables derivados de fuentesnaturales han atraído la atención de los tecnólogos debido a su potencial parasustituir polímeros sintéticos derivados del petróleo en aplicacionesindustriales. Especialmente en el campo del envasado, el desarrollo demateriales utilizando polímeros biodegradables contribuiría a alivianar elproblema de la contaminación ambiental con residuos sólidos y, en ciertoscasos, podría ser útil para encontrar nuevas aplicaciones a subproductosagroindustriales. Existen numerosos estudios donde se utilizan proteínas dellactosuero para fabricar films omateriales para envoltura mediante castingcon resultados promisorios. Pero poco se conoce acerca del empleo de estas proteínaspara el desarrollo de biomateriales más sólidos haciendo uso de tecnologíasfrecuentemente adoptadas por la industria plástica. En este estudio, se preparóuna mezcla anhidra de concentrado de proteínas del lactosuero (WPC 80) yglicerol (99% p/p) empleando un plastógrafo Plasti-Corder PLE 331 (Brabender®, Alemania;  50 rpm, 7 min.). Porciones de 35 g de estamezcla (WPC/glicerol 2:1) se colocaron en un molde de acero inoxidableprecalentado a diferentes temperaturas (90, 110, 120, 130, 150, 170 y 190ºC)ejerciéndose una presión de 10 toneladas con una prensa Carver Press LaboratoryModelo M (Carver Inc., EE.UU.) durante 2 min. Las piezas obtenidas nopresentaron diferencias considerables en el porcentaje de humedad(11,0±0,3-14,0±0,1%) y en la solubilidad en agua (34,4±0,2-36,0±0,4%). Latemperatura de termocompresión afectó significativamente el color de las piezas,cuantificado mediante análisis de imágenes, debido al pardeamiento noenzimático característico de la reacción de Maillard. Esta observación secorrelacionó con un incremento en la banda de absorción correspondiente alcarbonilo (C=O) ubicada a 1715 cm-1 en los espectros infrarrojos(FTIR-ATR) obtenidos para cada muestra, indicando la existencia de un proceso oxidativo leve a partir de los 110ºC. La capacidad de biodegradación de las piezasobtenidas se estimó mediante un ensayo colorimétrico basado en la reducción enzimáticade sales de tetrazolio a causa del metabolismo aeróbico bacteriano, utilizando Pseudomonas aeruginosa como microorganismomodelo. Todos los biomateriales mostraron ser biodegradables; sin embargo, seobservó una disminución en la tasa de biodegradación a los 5 días (TD5)respecto de la temperatura de termocompresión. Las piezas obtenidas en elextremo inferior del rango de temperaturas de trabajo (90ºC) mostraron una TD54 veces superior a aquellas obtenidas a 190ºC, demostrando que la temperaturade termocompresión afecta la biodegradabilidad del material. Esta disminución, secorrelacionó con un aumento significativo en la cantidad de metabolitosgenerados por la reacción de Maillard cuantificados mediante la medición de lafluorescencia de los productos finales de glicosilación avanzada (FAST) y pormedio de la cuantificación colorimétrica de melanoidinas (λ420nm).Si bien, los productos mayoritarios de esta reacción son moléculas que aportansabor y aroma a los alimentos, también se ha descripto su citotoxicidad encélulas eucariotas. Por lo tanto, es factible especular que los productos de lareacción de Maillard afecten la viabilidad de los microorganismos provocandouna disminución en la tasa de biodegradación de los bioplásticos formulados abase de proteínas del lactosuero.