PELÍCULAS BASADAS EN ALMIDÓN Y ÁCIDO POLILÁCTICO CARGADAS CON QUITOSANO Y ACEITE ESENCIAL DE EUCALIPTUS COMO INGREDIENTES ACTIVOS PARA ENVASES DE ALIMENTOS

MENOSSI, MATIAS; SALCEDO, M.F.; MANSILLA, A.Y.; ALVAREZ, V. A.; LUDUEÑA, LEANDRO

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

Instituto de Investigaciones enCiencia y Tecnología de Materiales, INTEMA (UNMdP-CONICET).

Introducción. El envasado de alimentos representa un elemento clave en el mercado actual, ya que garantiza la preservación y la calidad de los productos alimentarios, protegiéndolos contra diversas condiciones que afectan la calidad y seguridad sanitaria. De esta manera, el envasado de alimentos facilita el transporte y el almacenamiento de diversos productos [1]. Generalmente, los plásticos convencionales no biodegradables para esta aplicación son polímeros producidos a partir de monómeros como productos de la industria petroquímica con grandes consecuencias ambientales, entre los que podemos citar: polipropileno (PP), polietileno (PE) y tereftalato de polietileno (PET) [2]. Incorporar al envase ingredientes activos es una potencial solución en la que interactúan el envase, el producto y el medio ambiente. Estos modifican activamente las condiciones del alimento envasado, provocan una prolongación de su sostenibilidad y su vida útil; garantizan o mejoran la seguridad microbiológica y/o o sensoriales, manteniendo su calidad. El almidón y el ácido polilático (PLA) representan una solución ecológica a esta problemática, ya que son polímeros biodegradables y/o biocompostables. Se incorporará ácido láctico (AL) como potencial agente plastificante del PLA, quitosano (Q) y aceite esencial de eucaliptus (AEE) como potenciales agentes antimicrobianos y antioxidantes, respectivamente. Objetivo. El objetivo de este trabajo es brindar una solución a esta problemática mediante el desarrollo de películas biodegradables basadas en almidón, AL, PLA, Q y AEE a escala piloto utilizando un mezclador intensivo tipo Brabender y se comparará con el PP. Materiales. Almidón de maíz (AN, Buffalo®), LA (Biopack), Q y AEE (Farmacia Pereda), PLA (2003D, NatureWorks) y PP (1100SC Petroquímica Cuyo). Metodología. Se llevó a cabo un diseño de experimentos, empleando un diseño factorial de 2 niveles, requiriendo 2k corridas para construir un modelo [3]. Se analizaron los siguientes factores independientes: proporción de plastificante (LA) (X1, 0,0-0,10), concentración de agente antimicrobiano (Q) (X2, 0,0-3,0% p/p) y concentración de agente antioxidante (AEE) (X3, 0,0-5,0% p/p). Se utilizó el software Design Expert® versión 11.1 y se empleó un diseño factorial de dos niveles de tres factores (23). Se eligieron las siguientes variables como dependientes: Y1: índice de fluidez (MFI); Y2: Módulo de Young (YM); Y3: resistencia a la tracción (TS); y, Y4: alargamiento a la rotura (ε). Resultaron entonces un total de 11 formulaciones, con tres repeticiones del punto central. Las materias primas fueron añadidas al mezclador intensivo tipo Brabender teniendo en cuenta su susceptibilidad térmica. Las formulaciones fueron procesadas a 180°C, 100 rpm y el tiempo de residencia de las materias primas varió dependiendo de la mezcla procesada. Se llevaron a cabo diversas técnicas de caracterización de modo de evaluar las diferentes formulaciones desarrolladas, entre ellas: morfológica (microscopio electrónico de barrido (SEM)); química (espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) y difracción de rayos X (DRX)); térmicas (análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC)); mecánica (ensayo de tracción); propiedades al agua (contenido de humedad (CH), absorción de humedad (AH) y solubilidad (S)) y reológica (índice de fluidez (MFI) y reología rotacional dinámica). Además, se llevaron a cabo ensayos antimicrobianos y antioxidantes. Con los resultados de estos ensayos, se seleccionó una formulación para ser termoformada y ser comprada con el PP. Resultados y conclusiones. Los resultados obtenidos indicaron que la introducción de LA a la mezcla binaria PLA/AN generó grandes modificaciones en las propiedades de respuesta mencionadas, por lo que no se recomienda su uso como plastificante. A partir de los resultados obtenidos, se seleccionaron formulaciones con el mayor contenido de Q y de AEE; mostrando actividad antioxidante pero no antimicrobiana. La formulación seleccionada pudo ser termoformada.