Películas nanocompuestas en base a proteínas de soja y nanocelulosas para vehiculizar hierro a alimentos

COMBI, AGUSTINA; DI GIORGIO, LUCIANA; DE TITTO, GUIDO; EISENBERG, PATRICIA; MAURI, ADRIANA NOEMÍ

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros; 2023

Los envases bioactivos constituyen una nueva estrategia para el desarrollo de alimentos funcionales. A diferencia de los envases activos, estos envases tienen el rol de mejorar el impacto de los alimentos sobre la salud del consumidor a través de la creación de alimentos envasados más saludables, esto se lorga mediante la incorporación de ingredientes funcionales dentro de las paredes del envase, pero para que el envase puede considerarse como tal, el mismo debería ser comestible o asegurar que el compuesto activo se transfiera al alimento durante el almacenamiento. La deficiencia de hierro se reconoce como el trastorno nutricional más prevalente a nivel mundial. Su incorporación directa a alimentos puede afectar tanto sus propiedades nutritivas como sus propiedades organolépticas. Su agregado al envase podría prevenir esta problemática a la vez de proteger a este mineral frente a su oxidación. El agregado de nanorefuerzos al material, además de intentar buscar una mejora en sus propiedades mecánicas y barrera, podría también contribuir a la protección del Fe, así como modular su liberación. El objetivo de este trabajo fue desarrollar películas nanocompuestas bioactivas en base a proteínas de soja y nanocelulosas, capaces de transportar hierro y analizar el efecto que las nanofibras provocan en el comportamiento del material. Las nanocelulosas se obtuvieron a partir de cáscaras de soja que se sometieron a un tratamiento alcalino y de blanqueo para aumentar el contenido de celulosa y luego a: i) una hidrólisis ácida con obtener nanocristales (CNC) y ii) una oxidación con 2,2,6,6-tetrametilpiperidina-1-il-oxiilo (TEMPO) y un procesamiento posterior en un microfluidizador para obtener las nanofibrillas (CNF). Ambas presentaron carga superficial negativa y diámetros a escala nanométrica, pero las CNF mostraron una mayor relación de aspecto (l/d), ya que su longitud era mayor. Posteriormente se obtuvieron películas nanocompuestas por casting a partir de dispersiones acuosas de aislado proteico de soja (SPI, 5%p/v), glicerol (20%p/p con respecto a SPI), diferentes concentraciones de CNC o CNF (0, 2, 4 y 8% p/p con respecto a SPI) y SO4Fe (10% p/p respecto a SPI). También se realizaron los respectivos blancos sin el agregado de Fe. El agregado de CNC o CNF a las películas proteicas logro mejorar la resistencia de las películas proteicas, disminuyendo su elongación y aumentar su hidrofobicidad superficial, pero no modificaron significativamente su permeabilidad y solubilidad. Por su parte el agregado de Fe a las películas proteicas incrementó su coloración, opacidad y favoreció el entrecruzamiento, lo que se verificó con una disminución en el contenido de agua, la solubilidad y la elongación de los materiales, y un aumento de su modulo elástico, resistencia a la tracción e hidrofobicidad superficial. Estos cambios, no reflejaron mejoras en las propiedades barrera. El mismo comportamiento se observó al agregar hierro a las películas nanocompuestas formuladas por CNF. El entrecruzamiento atribuible al hierro resultó menos evidente en los sistemas nanocompuestos formulados con CNC, considerando que los materiales resultantes no mostraron las disminuciones en la solubilidad ni el aumento en el módulo elástico y la tensión a la rotura. Pero si, mostraron disminuciones en la opacidad de los materiales, sugiriendo interacciones diferenciales entre los componentes del sistema. Por último, se verificó la difusión del hierro ferroso desde el material a medios acuosos, sugiriendo la factibilidad de transferencia del hierro contenido en el envase al alimento envasado. Se observó que las nanocelulosas modularían esta liberación, reduciendo la cantidad de hierro liberado en agua con el aumento de CNC y CNF. Los resultados indicarían que el agregado de nanorefuerzos es importante para la mejora de las propiedades de las películas proteicas.