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

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

Córdoba

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

Ministerio de Ciencia y Tecnología de la provincia de Córdoba

Los polímeros biodegradables derivados de fuentes naturales han atraído laatención de los tecnólogos debido a su potencial para sustituir polímerossintéticos derivados del petróleo en aplicaciones industriales. Especialmente enel campo del envasado, el desarrollo de materiales utilizando polímerosbiodegradables contribuiría a alivianar el problema de la contaminaciónambiental con residuos sólidos y, en ciertos casos, podría ser útil paraencontrar nuevas aplicaciones a subproductos agroindustriales. Existennumerosos estudios donde se utilizan proteínas del lactosuero para fabricarfilms o materiales para envoltura mediante casting con resultados promisorios.Pero poco se conoce acerca del empleo de estas proteínas para el desarrollode biomateriales más sólidos haciendo uso de tecnologías frecuentementeadoptadas por la industria plástica. En este estudio, se preparó una mezclaanhidra de concentrado de proteínas del lactosuero (WPC 80) y glicerol (99%p/p) empleando un plastógrafo Plasti-Corder PLE 331 (Brabender®, Alemania;50 rpm, 7 min.). Porciones de 35 g de esta mezcla (WPC/glicerol 2:1) secolocaron en un molde de acero inoxidable precalentado a diferentestemperaturas (90, 110, 120, 130, 150, 170 y 190ºC) ejerciéndose una presiónde 10 toneladas con una prensa Carver Press Laboratory Modelo M (CarverInc., EE.UU.) durante 2 min. Las piezas obtenidas no presentaron diferenciasconsiderables en el porcentaje de humedad (11,0±0,3-14,0±0,1%) y en lasolubilidad en agua (34,4±0,2-36,0±0,4%). La temperatura de termocompresiónafectó significativamente el color de las piezas, cuantificado mediante análisisde imágenes, debido al pardeamiento no enzimático característico de lareacción de Maillard. Esta observación se correlacionó con un incremento en labanda de absorción correspondiente al carbonilo (C=O) ubicada a 1715 cm-1 enlos espectros infrarrojos (FTIR-ATR) obtenidos para cada muestra, indicando laexistencia de un proceso oxidativo leve a partir de los 110ºC. La capacidad debiodegradación de las piezas obtenidas se estimó mediante un ensayocolorimétrico basado en la reducción enzimática de sales de tetrazolio a causadel metabolismo aeróbico bacteriano, utilizando Pseudomonas aeruginosacomo microorganismo modelo. Todos los biomateriales mostraron serbiodegradables; sin embargo, se observó una disminución en la tasa debiodegradación a los 5 días (TD5) respecto de la temperatura determocompresión. Las piezas obtenidas en el extremo inferior del rango detemperaturas de trabajo (90ºC) mostraron una TD5 4 veces superior a aquellasobtenidas a 190ºC, demostrando que la temperatura de termocompresiónafecta la biodegradabilidad del material. Esta disminución, se correlacionó conun aumento significativo en la cantidad de metabolitos generados por lareacción de Maillard cuantificados mediante la medición de la fluorescencia delos productos finales de glicosilación avanzada (FAST) y por medio de lacuantificación colorimétrica de melanoidinas (λ420nm). Si bien, los productosmayoritarios de esta reacción son moléculas que aportan sabor y aroma a losalimentos, también se ha descripto su citotoxicidad en células eucariotas. Por lo tanto, es factible 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 formulados a base de proteínas dellactosuero.