Una tesis doctoral realizada por María Flórez Mora, bajo el título:»Desarrollo de películas compuestas respetuosas con el medio ambiente a base de quitosano»,y la dirección de Manuel Vázquez Vázquez y Patricia Cazón, propone la producción de nuevas películas biodegradables más respetuosas con el medio ambiente a base de quitosano
En esta dirección, el quitosano se produce comercialmente mediante la desacetilación parcial de la quitina, que es un elemento estructural en el exoesqueleto de los crustáceos, cangrejos, gambas, langostas , etc), así como en insectos.
El quitosano es el segundo polisacárido más abundante en la Tierra. Este compuesto se
obtiene a partir de múltiples fuentes renovables, siendo los residuos de la industria pesquera su principal origen. Sus propiedades como la solubilidad, la capacidad de formar películas, la viscosidad, la capacidad quelante y las propiedades antimicrobianas, entre otras muchas, lo convierten en un material realmente interesante para su aplicación en múltiples áreas, incluyendo el envasado activo de alimentos. Además, los envases fabricados a partir de biopolímeros como el quitosano son respetuosos con el medio ambiente, no generando residuos plásticos como los polímeros sintéticos derivados del petróleo.
Las propiedades de los materiales naturales varían en función del método de procesado y
el tratamiento aplicado al biopolímero, la matriz y la composición del material, además de los parámetros medioambientales en los que se encuentra. De hecho, biopolímeros que se están utilizando cada vez más en la industria alimentaria carecen de ciertas características
fundamentales para su aplicación como envases. La afinidad por la humedad y la tendencia a la aglomeración son algunos de los principales problemas derivados de este tipo de materiales.
Por ello, sustancias naturales como aceites esenciales o extractos vegetales, que presentan un perfil interesante de antioxidantes y otros compuestos activos, son aplicadas con frecuencia para potenciar las propiedades activas del envase. Estas sustancias pueden difundirse e interactuar con los alimentos aumentando su resistencia a la oxidación y al deterioro microbiológico, o reteniendo aromas y sabores naturales.
Por consiguiente, el objetivo principal de esta tesis ha sido el desarrollo y caracterización
de películas respetuosas con el medio ambiente a base de quitosano, las cuales se enriquecieron con extractos naturales para elaborar envases activos con capacidad antioxidante.
En los resultados, en primer lugar se estudió el proceso de extracción compuestos activos
de las hojas de ortiga Urtica dioica. A continuación, se evaluó las técnicas, los disolventes y
los tiempos de extracción para maximizar la capacidad antioxidante del extracto de la planta. A través de los análisis antioxidantes DPPH, ABTS• y Folin-Ciocalteu, se pudo determinar que el extracto acuoso de las hojas de Urtica dioica es una fuente importante de antioxidantes naturales. Tras la obtención de modelos matemáticos y una posterior optimización, se determinó que el tratamiento por ultrasonidos, con agua como disolvente y un tiempo de extracción de 3.15 h son las condiciones idóneas para la obtención del extracto con mayor capacidad antioxidante
En segundo lugar, se adicionó este extracto acuoso de Urtica dioica en diversas
concentraciones en la matriz de quitosano. El objetivo fue desarrollar una película activa y
caracterizarla midiendo su solubilidad, humedad de equilibrio, permeabilidad al vapor de agua, propiedades espectrales, antioxidantes y microestructura. El extracto de ortiga mostró un efecto significativo en estas propiedades analizadas, obteniendo una película con gran capacidad antioxidante. Se estudió la aplicación de la película desarrollada como separador activo de lonchas del queso tipo Havarti a lo largo de 45 días. A partir de los análisis antioxidantes y TBARS realizados en el alimento se determinó que la película permitió reducir un 56% la oxidación lipídica de este alimento graso.
En tercer lugar, siguiendo el modelo de extracción optimizado previamente, se obtuvo un
extracto acuoso del alga Saccharina latissima y se analizó su capacidad antioxidante. A
continuación, el extracto acuoso del alga Saccharina latissima se adicionó en diversas
concentraciones como ingrediente activo a la película de quitosano. Esta se caracteriza
midiendo la humedad de equilibrio, el contenido de humedad, la permeabilidad al vapor de
agua, las propiedades mecánicas, antioxidantes, ópticas, la morfología de superficie y la
termoestabilidad. La película se aplicó como separador de lonchas de queso tipo Havarti a lo largo de 45 días de almacenamiento. La adición del extracto de alga a la matriz también permitió disminuir la oxidación lipídica del queso un 52,8%, además de mantener de la capacidad antioxidante de las películas a lo largo del estudio.
En cuarto y último lugar, se adicionó el aceite esencial de sándalo Santalum album en
diversas concentraciones a la matriz de quitosano, en este caso disuelto en ácido málico, en vez de ácido acético. Se elaboró y caracterizó la película en base al estudio de sus propiedades de contenido de humedad de equilibrio, solubilidad, permeabilidad al vapor de agua, propiedades mecánicas, ópticas, de termosellabilidad, antioxidantes, morfología de la superficie y termoestabilidad. La película obtenida se aplicó como envasado de mantequilla y se analiza la capacidad de retardar la oxidación lipídica. Tras 3 meses de almacenamiento, se observa una disminución del 36 % en la oxidación de las grasas de la mantequilla. Además, las películas al ser realizadas con ácido málico son termo-sellables totalmente solubles en agua y se retiran fácilmente del alimento sin generar residuos sólidos.
Sus objetivos específicos que se desarrollaron en los resultados fueron : extracción de hojas de ortiga y aplicación de películas de quitosano enriquecidas en queso; extracción del alga, desarrollo de película de quitosano enriquecida con este extracto y aplicación en queso; desarrollo de película a base de quitosano con aceite esencial de sándalo y aplicación en mantequilla
