Investigadoras del CSIC desarrollan un envase alimentario hecho con harinas de maíz, sorgo y algas rojas que sustituye al plástico convencional
El estudio ha sido publicado en la revista científica 'Food Hydrocolloids'.
Un trabajo del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado materiales de envasado diseñados para descomponerse en el medio natural.
Se trata de films biodegradables que se han obtenido al combinar harinas de maíz pigmentadas y del cereal sorgo (Sorghum bicolor) con biomasa marina procedente del alga roja Gelidium corneum.
Los resultados del estudio, que han sido publicados en la revista científica Food Hydrocolloids, señalan que la combinación de las mencionadas sustancias mejora la rigidez y reduce la sensibilidad a la humedad de los nuevos envases.
Tal y como destaca el IATA a través de un comunicado, la investigación introduce un enfoque novedoso al emplear harinas de grano entero pigmentadas junto con biomasa marina sin refinar para ajustar las propiedades de los nuevos envases.
Las harinas utilizadas son ricas en almidón, que interactúa con la celulosa de las algas para determinar la estructura interna de los bioplásticos; y en compuestos naturales como los polifenoles bioactivos, que contribuyen a definir el color, la luminosidad y la protección frente a la luz ultravioleta (UV) de los films.
En concreto, la combinación de los subproductos agrícolas y marinos se ha realizado mediante melt-compounding, una técnica industrial de procesamiento de polímeros. La misma consiste en aplicar calor y energía mecánica para que el almidón de las harinas y la celulosa de las algas se combine a nivel molecular hasta formar una mezcla homogénea. Posteriormente, mediante moldeo por comprensión, se crea la forma final del envase aplicando calor y presión.
Ajuste de la funcionalidad sin modificaciones químicas
El equipo investigador elaboró ocho formulaciones distintas mediante la técnica melt-compounding, con una proporción 40:60 de harina de cereal y residuo de algas, respectivamente. Tras comparar los resultados con preparaciones previas sin biomasa marina, las investigadoras comprobaron que su incorporación genera una estructura interna más heterogénea y modifica las propiedades ópticas de los films: disminuye su luminosidad y blancura e incrementa tonalidades amarillas y verdosas debido a las interacciones entre los pigmentos naturales.
Además, la presencia del residuo marino aumenta la resistencia mecánica y la rigidez del material y modifica propiedades relacionadas con el agua, como la permeabilidad al vapor, la absorción y la capacidad del material para atraer y retener moléculas de agua en función de los compuestos polifenólicos presentes en la biomasa inicial.
Desde el IATA subrayan que durante el almacenamiento, esos efectos se acentúan, en parte debido a la retrogradación del almidón, un proceso físico-químico mediante el cual las moléculas se reorganizan formando estructuras más firmes.
"Se utilizan residuos marinos infravalorados como refuerzos sostenibles y de bajo coste"
Amparo López, investigadora del IATA que lidera el estudio, ha expresado que "este enfoque aprovecha las interacciones naturales entre pigmentos, polisacáridos y proteínas para ajustar la funcionalidad de los films sin recurrir a modificaciones químicas, y utiliza residuos marinos infravalorados como refuerzos sostenibles y de bajo coste que mejoran la resistencia del material, modulan la sensibilidad al agua y proporcionan propiedades de protección frente a la luz ultravioleta".
Por su parte, María José Fabra, coautora del artículo e integrante del IATA-CSIC, ha señalado que esa estrategia de valorización "promueve una bioeconomía circular e introduce un nuevo paradigma en el diseño de films biopoliméricos funcionales, basado en el uso de materias primas alternativas y residuos marinos mínimamente procesados y ricos en pigmentos".
"Las diferentes composiciones de cada harina y la incorporación del residuo marino influyen en varias propiedades de los films recién elaborados y almacenados, con implicaciones para sus posibles aplicaciones en el envasado de alimentos", ha explicado Fabra.