Películas biopoliméricas: Aplicaciones para envases y otros productos

Fabiola López García, Cristian Jiménez Martínez

Resumen


Los envases han jugado papeles importantes a través de la historia y junto con la sociedad, estos han evolucionado, reflejando nuevos requisitos y características. En la década de los años 20, la producción de plásticos sintéticos, derivados del petróleo a nivel mundial, era de 130 millones de t/año, para el 2014, la producción fue de 300 millones de t/año de plásticos, cantidad que va en aumento, ya que los países Europeos reportan un estimado de 100 kg de plástico generado por persona cada año. Para su elaboración, se emplean gran variedad de materiales, siendo la mayoría a base de petróleo, reforzados con vidrio y fibras de carbón. En los últimos años, ha surgido un creciente interés en las películas biopoliméricas, debido principalmente a la preocupación por la eliminación de los materiales plásticos convencionales derivados del petróleo. La degradación de los plásticos requiere un largo tiempo para su descomposición, alcanzando con ello un nivel crítico de daños irreversibles al medio ambiente. Por el contrario, las películas de origen orgánico a partir de recursos renovables se degradan fácilmente.

Los materiales utilizados en la fabricación de películas biopoliméricas provienen de cuatro fuentes: origen animal (colágeno/gelatina), marino (quitina/quitosan), agrícola (lípidos y grasas e hidrocoloides; proteínas y polisacáridos) y microbiano [ácido poliláctico (PLA) y polihidroxialcanoatos (PHA)], reforzados con materiales de fibras naturales, como el lino, yute, cáñamo y otras fuentes de celulosa. Las películas para envases pueden formarse a través de dos principales procesos: una "vía húmeda" en el que los polímeros son dispersados o solubilizados en una solución formadora de película (solución casting), seguido por evaporación del solvente, y un "proceso seco", que se basa en la comportamiento termoplástico presentado por algunas proteínas y polisacáridos en bajos niveles de humedad en moldeo por compresión y extrusión.

Existen diversos métodos para evaluar las propiedades de las películas biodegradables mediante diferentes técnicas que incluyen: difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja, microscopia electrónica de barrido, permeabilidad a los gases, permeabilidad al vapor de agua, densidad, solubilidad al agua, ángulo de contacto, color, modulo elástico, envejecimiento y biodegradación, entre otros.

La versatilidad de aplicaciones de las películas biopoliméricas es extensa, ya que se pueden encontrar en la agricultura (en el uso de acolchados), en la industria farmacéutica (contenedor de medicamentos), envases rígidos (termoformados), recubrimientos en alimentos (uso de gomas para alargar la vida útil de anaquel) y envases activos, en la Industria de los alimentos, etc. Los requisitos esenciales que deben de tener las películas para envases son los siguientes: a) Permitir una respiración lenta pero controlada, lo que reduce la absorción de O2 del producto contenido dentro del envase y ser una barrera selectiva a los gases (CO2) y al vapor de agua, b) formar una atmosfera modificada con respecto a la composición del gas interno, regulando así, el proceso de maduración y extendiendo la vida útil del producto; c) Disminuir  la migración y uso de lípidos sobre todo en productos de la industria de confitería, d) Mantener  la integridad estructural (retrasar la pérdida de clorofila) y d) mejorar la manipulación mecánica. También pueden servir como vehículo para incorporar los aditivos alimentarios (sabor, color, antioxidantes y agentes antimicrobianos), evitar (o reduce) el deterioro microbiano en almacenamiento prolongado; servir como vehículo para incorporar los aditivos alimentarios (sabor, color, antioxidantes y agentes antimicrobianos) y finalmente evitar (o reducir) el deterioro microbiano en almacenamiento prolongado.

La industria alimentaria ha proporcionado avances considerables en la aplicación de nuevos usos para tecnologías de películas comestibles, por ejemplo se han desarrollado tiras de electrolitos en lugar de bebidas deportivas para evitar la deshidratación. Otra novedad en el área de películas comestibles se refiere a decoraciones, hoy es posible decorar pasteles con diseño en computadora con imágenes más reales. El mismo proceso puede ser utilizado para producir envolturas de dulces con diseño, rollos de papel para pasteles o quiches, o cubiertas protectoras decorativos para condimentos y tortas, y en cientos de otras aplicaciones donde se desea un toque personal o cosmética en un postre. El objetivo de este capítulo es dar una visión general de las aplicaciones de las películas biopoliméricas para envases  así como las innovaciones que en ellas se están aplicando.


Palabras clave


bioenvases, biopelículas, biopolímeros

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