Desarrollo de films obtenidos con hidrocoloides modificados por nanoarcilla y radiación ultravioleta

Resumen

Los problemas medioambientales generados por la excesiva utilización de envases para alimentos derivados del petróleo hacen que se plantee la necesidad de buscar nuevos materiales de envasado respetuosos con el medio ambiente, en particular aquellos biodegradables, comestibles o no. Los hidrocoloides son biodegradables y pueden utilizarse para elaborar películas o films con buenas propiedades para el envasado de alimentos. En este estudio se han empleado dos tipos de hidrocoloides: las proteínas del lactosuero y el quitosano. También tienen el interés de que se obtienen de subproductos de la industria alimentaria. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue el desarrollo de films basados en proteínas de lactosuero o quitosano empleando tecnologías novedosas como la radiación ultravioleta (combinada o no con la modificación del pH) o la adición de una nanoarcilla y un antimicrobiano con la finalidad de mejorar sus propiedades y así ser candidatos a sustituir, al menos en parte, a los materiales de envasado convencionales derivados del petróleo. Para ello se evaluaron diferentes características de los films como las propiedades mecánicas, la permeabilidad al vapor de agua, la solubilidad, el color y la microestructura. En primer lugar se abordó la mejora de las películas comestibles de proteínas de lactosuero mediante la aplicación de la radiación ultravioleta en diferentes dosis y momentos de aplicación (sobre la solución proteica a pH 7 o sobre films formados previamente). Se observó que, para que se produzca una mejora significativa, tiene que ser aplicada en la solución proteica, no en los films preformados, y al menos a una dosis de 12 J cm-2. Con este tratamiento se produjeron cambios estructurales en las proteínas y mejoraron las propiedades mecánicas de los films. Además se observó un descenso de la solubilidad y una modificación importante del color de las películas. También se estudió la combinación de radiación ultravioleta con la alcalinización de las soluciones formadoras de los films, observándose interacciones entre ambos factores. El tratamiento ultravioleta produjo mejoras más importantes en las propiedades mecánicas de los films cuando se aplicó en las soluciones a pH 9. De estos estudios se concluyó que la aplicación de radiación ultravioleta o la combinación de dicho tratamiento con alcalinización puede ser útil para obtener films de concentrados de proteínas de lactosuero con propiedades adecuadas para el envasado de alimentos. También se trató de mejorar las películas de quitosano a través de la aplicación de distintas dosis de radiación ultravioleta, o la incorporación de un antimicrobiano [LAE (etil lauroil arginato)] y de una nanoarcilla (Cloisita 30B). El tratamiento con radiación ultravioleta, en las condiciones en las que se aplicó, no aportó mejoras significativas a las propiedades de los films de quitosano. Sin embargo, la adición del antimicrobiano y/o la nanoarcilla sí mejoraron las propiedades mecánicas de los films, observándose interacción entre ambos compuestos e influencia de la concentración añadida de cada uno de ellos. Los films a los que se les añadieron las máximas concentraciones estudiadas (1g/L de LAE y/o 10 g/L de nanoarcilla) mostraron las mejores propiedades mecánicas. La adición de nanoarcilla a esa concentración aumentó la opacidad de las películas y, por lo tanto, su potencial utilidad para proteger los alimentos de la luz.