Investigadores del CSIC desenvolupen envasos biodegradables a partir de farines i algues

    VALÈNCIA, 17 Feb. (EUROPA PRESS) -

    Un treball de l'Institut d'Agroquímica i Tecnologia d'Aliments (IATA), del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), ha desenvolupat materials d'envasament dissenyats per descompondre's en el medi natural.

   Els films biodegradables s'han obtingut en combinar farines de blat de moro pigmentades i del cereal sorgo (Sorghum bicolor) amb biomassa marina procedent de l'alga roja Gelidium corneum.

   Els resultats, publicats en 'Food Hydrocolloids', no només suposen un enfocament innovador per posar en valor residus procedents de l'agricultura i la biomassa marina, sinó que la combinació de tots dos millora la rigidesa i reduïx la sensibilitat a la humitat dels nous envasos.

   La investigació introduïx un enfocament novedós en emprar farines de gra sencer pigmentades juntament amb biomassa marina sense refinar per ajustar les propietats dels nous envasos. Les farines utilitzades són riques en midó, que interactua amb la cel·lulosa de les algues per determinar l'estructura interna dels bioplàstics; i en compostos naturals com els polifenols bioactius, que contribuïxen a definir el color, la lluminositat i la protecció enfront de la llum ultraviolada (UV) dels films.

   La combinació dels subproductes agrícoles i marins s' ha realitzat mitjançant melt-compounding, una tècnica industrial de processament de polímers. Consistix a aplicar calor i energia mecànica perquè el midó de les farines i la cel·lulosa de les algues es combini a nivell molecular fins a formar una barreja homogènia. Posteriorment, mitjançant emmotllament per comprensió, es crea la forma final de l'envàs aplicant calor i pressió.

   L'equip investigador va elaborar huit formulacions diferents mitjançant la tècnica melt-compounding, amb una proporció 40:60 de farina de cereal i residu d'algues, respectivament. Després de comparar els resultats amb preparacions prèvies sense biomassa marina, les investigadores van comprovar que la seua incorporació genera una estructura interna més heterogènia i modifica les propietats òptiques dels films: disminuïx la lluminositat i blancura i incrementa tonalitats grogues i verdoses a causa de les interaccions entre els pigments naturals.

   A més, la presència del residu marí augmenta la resistència mecànica i la rigidesa del material i modifica propietats relacionades amb l'aigua, com la permeabilitat al vapor, l'absorció i la capacitat del material per atreure i retindre molècules d'aigua en funció dels compostos polifenòlics presents en la biomassa inicial.

    Durant l'emmagatzematge, estos efectes s'accentuen, en part a causa de la retrogradació del midó, procés fisicoquímic mitjançant el qual les molècules es reorganitzen formant estructures més fermes.

   La investigació liderada per l'IATA-CSIC és el primer estudi que empra farines de gra sencer pigmentades i biomassa marina sense refinar, de forma combinada i complementària.

   "Este enfocament aprofita les interaccions naturals entre pigments, polisacàrids i proteïnes per a ajustar la funcionalitat dels films sense recórrer a modificacions químiques, i utilitza residus marins infravalorats com reforços sostenibles i de baix cost que milloren la resistència del material, modulen la sensibilitat a l'aigua i proporcionen propietats de protecció enfront de la llum ultraviolada", explica Amparo López, investigadora de l'IATA que lidera l'estudi.

BIOECONOMIA CIRCULAR

   En la mateixa línia, María José Fabra, coautora de l'article i integrant de l'IATA-CSIC sosté que aquesta estratègia de valorització "promou una bioeconomia circular i introduïx un nou paradigma en el disseny de films biopolimèrics funcionals, basat en l'ús de matèries primeres alternatives i residus marins mínimament processats i rics en pigments".

   "Les diferents composicions de cada farina i la incorporació del residu marí influeixen en diverses propietats dels films recent elaborats i emmagatzemats, amb implicacions per a les seues possibles aplicacions en l'envasament d'aliments", afegix l'equip de treball.

MILLOR FUNCIONALITAT DELS COMPOSTOS

   L'estudi evidencia que la millora de les propietats no es deu únicament a un reforç físic, sinó també a una compatibilitat a nivell molecular entre els midons de cereal, la cel·lulosa present en la biomassa marina i els compostos fenòlics nadius de les farines.

   La integració del residu procedent de les algues influïx de manera significativa en l' organització molecular de les matrius basades en midó, afavorint la formació de xarxes cohesionades.

   Les investigadores assenyalen que "estes interaccions sinèrgiques expliquen l'augment observat en la rigidesa i la resistència a la tracció, la reducció en l'elongació i el canvi en la polaritat superficial".

   "Els nostres resultats demostren una via químicament sinèrgica per valoritzar residus agrícoles i marins en materials d'envasament biodegradables, millorant tant el rendiment del material com la seua sostenibilitat dins de la bioeconomia circular", conclouen.