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Fibroína de seda y sus aplicaciones en empaques biodegradables para alimentos

Bioseguridad Colombia

En la actualidad, factores como el crecimiento demográfico, el aumento del poder adquisitivo y cambios en los hábitos de consumo, han provocado un aumento en el uso de empaques plásticos no biodegradables, lo que ha generado una problemática mundial en el manejo de los residuos sólidos que se producen, que en su mayoría se ubican en rellenos sanitarios, se arrojan a las calles o en fuentes hídricas.

Por tal razón, es necesario dar una buena disposición final a estos residuos, ya sea mediante incineración, producción de compost, aislándolos en lugares adecuados de manera que no representen un grave daño medio ambiental; o bien, generando valor agregado a partir de los mismos.

Por otra parte, dada la difícil degradación de los residuos plásticos, una alternativa más adecuada para disminuir la carga ambiental que producen los mismos, es el desarrollo de nuevos biomateriales a partir del empleo de materias primas que favorezcan su biodegradación. Algunos de estos materiales, pueden ser residuos agroindustriales cuyo aprovechamiento requiere de una evaluación de los mismos para conocer su origen, su composición y su calidad; de esta manera, se pueden definir las tecnologías más apropiadas para sus tratamientos y posteriores usos o aplicaciones.

En el caso de la industria serícola, en la cual se producen residuos cercanos al 80% del peso total del capullo del gusano de seda (Bombyx mori), se generan subproductos fibrosos provenientes de capullos de rechazo, partes del capullo no devanables y otros desechos que no se emplean en la fabricación de productos textiles. A partir estos residuos fibrosos, es posible extraer proteínas como la fibroína [6], que puede ser usada como biomaterial en formas tan diversas como: películas, esponjas, geles o andamios celulares; que son empleadas en sectores como medicina, farmacología, cosmética, o bien en el desarrollo de nuevos materiales que pueden reemplazar plásticos. Esto convierte a la FS en una potencial materia prima para el desarrollo de empaques o bolsas biodegradables.

Considerando lo anterior, la Universidad de Colombia hizo una revisión bibliográfica sobre el tema de empaques y los biopolímeros empleados en esta aplicación, también se incluyen diferentes investigaciones en las que se ha empleado la FS para desarrollar biomateriales para empaques de alimentos, en algunos casos siendo la FS funcionalizada por otros componentes y en otros, incluyendo la FS como componente funcional de otros biopolímeros.

El empaque hace relación al objeto físico que contiene un producto o alimento; se dice que es un empaque primario cuando está en contacto directo con el mismo y es un empaque secundario cuando contiene varios empaques primarios en su interior. Los empaques en general tienen cuatro funciones principales: contención, protección, comodidad y comunicación. En el caso de los alimentos, la protección ofrecida por el empaque primario, evita que factores externos como: humedad, suciedad, olores, microorganismos, fuerzas de compresión, entre otros; tengan efecto directo sobre el producto. Para brindar dicha protección en los alimentos, se han utilizado una amplia variedad de materiales, entre los que se destacan: vidrio, metales, papel y plásticos.

Diariamente a nivel mundial, ha promovido muchas investigaciones que están orientadas al aprovechamiento de residuos agroindustriales y el desarrollo de nuevos materiales que permitan tener un menor impacto ambiental. En el caso de la industria serícola, todos los residuos fibrosos que se generan pueden servir de materia prima para la obtención de FS, un biopolímero con especiales propiedades mecánicas y de biodegradabilidad. La FS puede transformarse en películas, geles, esponjas y otras formas más; que tienen gran aplicación en áreas como biomedicina, farmacología, cosmética, empaques, entre otras. En el sector de empaques, se aprovechan ciertas propiedades fisicoquímicas de la FS, como son su biodegradabilidad, resistencia a la tracción y buena permeabilidad de oxígeno. Gracias a estas características que posee la FS, se han desarrollado diferentes biomateriales para empaques de alimentos, en algunos casos siendo la FS funcionalizada por otros componentes y otra en la que se incluye la FS como componente funcional.

En la primera situación, se han realizado desarrollos como sensores con nanoestructuras metálicas para evaluar la calidad del alimento o recubrimientos con efecto antimicrobiano para el embutido de cárnicos; mientras que, en el segundo caso, se han dado avances en películas biodegradables, recubrimientos para frutas o nuevos biomateriales como “Shrilk”, con propiedades mecánicas mejoradas que puede reemplazar empaques plásticos, entre otros.
Todos estos adelantos permiten evidenciar el potencial que tiene la FS en el sector y genera un estímulo para continuar en la búsqueda científica de nuevos materiales biodegradables con FS que tengan potencial aplicación en la industria de empaques de alimentos.

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