INCIDENCIA DE LA TEMPERATURA DE TERMOCOMPRESIÓN EN LA BIODEGRADABILIDAD DE BIOPLÁSTICOS FORMULADOS A PARTIR DE PROTEÍNAS DEL LACTOSUERO

M. L. BURDISSO; L. M. SALVATIERRA; R. M. GIORDANO; R. A. VERDINI; L. M. PÉREZ

Córdoba

Congreso; Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos 2016 (CICyTAC 2016); 2016

Ministro de Ciencia y Tecnología Gobierno de Córdoba

Los polímeros biodegradables derivados de fuentes naturales han atraído la atención de los tecnólogos debido a su potencial para sustituir polímeros sintéticos derivados del petróleo en aplicaciones industriales. Especialmente en el campo del envasado, el desarrollo de materiales utilizando polímeros biodegradables contribuiría a alivianar el problema de la contaminación ambiental con residuos sólidos y, en ciertos casos, podría ser útil para encontrar nuevas aplicaciones a subproductos agroindustriales. Existen numerosos estudios donde se utilizan proteínas del lactosuero para fabricar films o materiales para envoltura mediante casting con resultados promisorios. Pero poco se conoce acerca del empleo de estas proteínas para el desarrollo de biomateriales más sólidos haciendo uso de tecnologías frecuentemente adoptadas por la industria plástica. En este estudio, se preparó una mezcla anhidra de concentrado de proteínas del lactosuero (WPC 80) y glicerol (50% p/p) empleando un plastógrafo Plasti-Corder PLE 331 (Brabender®, Alemania) 50rpm durante 7 minutos. Porciones de 35 gr de esta mezcla se colocaron en un molde de acero inoxidable precalentado a diferentes temperaturas (90, 110, 120, 130, 150, 170 y 190ºC) ejerciéndose una presión de 10 toneladas con una prensa Carver Press Laboratory Modelo M (Carver Inc., EE.UU.) durante 2 min. Las piezas obtenidas no presentaron 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%). La temperatura de termocompresión afectó significativamente el color de las piezas, cuantificado mediante análisis de imágenes, debido al pardeamiento no enzimático característico de la reacción de Maillard. Esta observación se correlacionó con un incremento en la banda de absorción correspondiente al carbonilo (C=O) ubicada a 1715 cm-1 en los espectros infrarrojos (FTIR-ATR) obtenidos para cada biomaterial, indicando la existencia de un proceso oxidativo leve a partir de los 110ºC. La capacidad de biodegradación de las piezas obtenidas se estimó mediante un ensayo colorimétrico basado en la reducción enzimática de sales de tetrazolio a causa del metabolismo aeróbico bacteriano utilizando Pseudomonas aeruginosa como microorganismo modelo. Todos los biomateriales obtenidos a las diferentes temperaturas mostraron ser biodegradables; sin embargo, se observó una tendencia negativa en la tasa de biodegradación a los 5 días (TD5) respecto de la temperatura de termocompresión. Las piezas obtenidas en el extremo inferior del rango de trabajo (90ºC) mostraron una TD5 4 veces superior a aquellas obtenidas a 190ºC demostrando que la temperatura de termocompresión afecta la biodegradabilidad del biomaterial. Esta disminución, se correlacionó con un aumento significativo en la cantidad de metabolitos generados por la reacción de Maillard cuantificados mediante la medición de la fluorescencia de los productos finales de glicosilación avanzada (FAST) y por medio de la cuantificación colorimétrica de melanoidinas (λ420nm). Si bien, los productos mayoritarios de esta reacción son moléculas que aportan sabor y aroma a los alimentos, también se ha descripto su citotoxicidad en células eucariotas. Por lo tanto, es dable especular que los productos de la reacción de Maillard afecten la viabilidad de los microorganismos provocando una disminución en la tasa de biodegradación de los bioplásticos a base de proteínas del lactosuero.