12 de Julio de 2022
Materiales

Diseñan un envoltorio biodegradable para proteger los alimentos

El nuevo material, creado a partir de fibras comestibles, permitiría reducir las intoxicaciones alimentarias, el desperdicio de comida y la contaminación por plásticos.

Casi un tercio de los alimentos producidos en el planeta se tiran debido a su deterioro. El nuevo envoltorio permitiría proteger los productos de los microorganismos y alargar la vida útil de los alimentos. [peangdao/iStock]

Los envases son esenciales para conservar y distribuir muchos tipos de alimentos, pero a menudo incorporan plástico, un material que ya ensucia gran parte del planeta, lo que contamina el agua potable y el suelo y supone una amenaza para la vida silvestre.

Ahora, un grupo de investigadores ha desarrollado un recubrimiento atóxico, biodegradable y antimicrobiano que podría reducir el desperdicio de alimentos y prevenir las enfermedades de origen alimentario sin añadir plástico al ambiente. Un nuevo estudio publicado en Nature Food demuestra que el material se puede rociar de forma eficaz sobre piezas individuales de alimentos como las frutas o las verduras, y que retirarlo es tan sencillo como enjuagarlo con agua.

Proteger los productos comestibles de las bacterias y otros microorganismos reduce el deterioro, que es uno de los principales motivos por los que se tiran los alimentos. Y ese desperdicio constituye una de las grandes causas del hambre en el mundo: cada año se desechan cerca de un tercio de los alimentos producidos en todo el planeta. Pero esa no es la única razón para proteger los productos de los gérmenes: algunos microorganismos también provocan enfermedades, como la listeriosis o la intoxicación por Escherichia coli. Se calcula que las enfermedades de origen alimentario causan más de 420.000 muertes al año en todo el planeta.

Por desgracia, el envasado de alimentos para su conservación también aporta enormes cantidades de plástico al ambiente. «Los envases de alimentos son, sin duda, el enemigo número uno en lo que respecta a la contaminación por plásticos», afirma Win Cowger, científico ambiental del Instituto Moore para la Investigación de la Contaminación por Plásticos, que no participó en el nuevo estudio. «A escala mundial, son el material plástico más abundante en el ambiente». Si bien el nuevo recubrimiento solo reemplazaría una parte de esos envases (no afectaría a algunos de los más nocivos, como las botellas de agua o las tapas del café para llevar), Cowger considera positivo cualquier paso que lleve a reducir la contaminación por plásticos.

Los plásticos pueden permanecer en el ambiente durante mucho tiempo, puede incluso que para siempre, pero el nuevo recubrimiento es biodegradable gracias a su principal ingrediente, el pululano, una fibra comestible que «en general se considera segura» (dentro de la categoría GRAS, generally recognized as safe), según la Agencia Federal de Fármacos y Alimentos de EE.UU (FDA). El recubrimiento también incorpora agentes antimicrobianos naturales como el ácido cítrico y el aceite de tomillo, además de un compuesto producido por bacterias denominado nisina, todos los cuales se consideran seguros para el consumo humano en las cantidades empleadas.

Los autores del estudio utilizaron un sistema de fabricación conocido como «hilado por chorro rotatorio enfocado» (focused rotary jet spinning), o HCRE, para generar fibras con agentes antimicrobianos y aplicarlas a los alimentos. Huibin Chang, bioingeniero de la Universidad Harvard y coautor del estudio, compara la técnica del HCRE con una máquina para hacer algodón de azúcar, que hace girar rápidamente el azúcar derretido y lo canaliza a través de pequeños agujeros para producir finas hebras que se pueden enrollar alrededor de un palo o un cono de papel. El HCRE también crea una corriente concentrada de fibras delgadas (en este caso compuestas de pululano) que pueden usarse para envolver un alimento, por ejemplo, un aguacate.

No obstante, el método del HCRE (desarrollado en un laboratorio de Harvard que dirige Kit Parker, bioingeniero y coautor del estudio, y donde investiga Chang) no se diseñó originalmente para aplicaciones alimentarias. «Cuando creamos la técnica, la empleamos en ingeniería de tejidos», desvela Chang. Por ejemplo, explica que el HCRE desempeñó un papel en su anterior trabajo, consistente en elaborar modelos tridimensionales de ciertas estructuras cardíacas.

Los investigadores probaron el recubrimiento en aguacates porque estas frutas son especialmente propensas a la maduración desigual y a pudrirse tras recogerlas. Según el estudio, después de envolver un aguacate con fibras de pululano, estas pueden enjuagarse con facilidad en un fregadero y tirarse por el desagüe, puesto que no son tóxicas. «Se puede envasar el aguacate en la plantación para prolongar su vida útil y luego lavar el recubrimiento», señala Philip Demokritou, investigador de nanoaerosoles en las Universidades Rutgers y Harvard y coautor del estudio. De acuerdo con los científicos, aun si se tira el objeto envuelto, su recubrimiento se degradará en el suelo en unos tres días.

El equipo también estudió en qué medida mejoraba la seguridad alimentaria gracias al recubrimiento. Cuando los investigadores lo pusieron a prueba frente a patógenos alimentarios comunes, como E. coliListeria innocua y Aspergillus fumigatus, observaron una reducción de las poblaciones de bacterias y hongos. También descubrieron que los aguacates recubiertos mostraban una menor tendencia a pudrirse: al cabo de una semana solo se habían estropeado el 50 por ciento de ellos, en comparación con el 90 por ciento de los que no llevaban recubrimiento. Además, los aguacates revestidos tenían más probabilidades de conservar su color verde interno.

Aunque no se trata del primer recubrimiento antimicrobiano para alimentos, los investigadores creen haber diseñado la opción más eficaz y fácil de eliminar hasta la fecha. Afirman que la técnica de rociado requiere menos material de partida, por lo que es más eficaz que los recubrimientos a base de fibras de seda, que requieren sumergir los alimentos en el material para luego secarlos. Otros intentos de envasar alimentos sin plástico han empleado películas basadas en celulosa, pero estas no se pueden enjuagar y algunas incluso deben reciclarse.

El equipo trata ahora de aumentar la escala del proceso de recubrimiento para envolver varias piezas de alimento a la vez, explica Chang. Los científicos consideran distintas opciones, entre ellas un sistema basado en una cadena de montaje, pero la idea aún se encuentra en las primeras fases de planificación.

Es posible que haya que someter el recubrimiento a más pruebas de seguridad, sugiere Nishad Jayasundara, toxicólogo ambiental de la Universidad Duke que no participó en el estudio. «Como toxicólogo», señala, «lo primero que uno piensa al ver un nuevo producto sintético es: ¿sabemos lo suficiente sobre él?». Por ejemplo, aunque los materiales de partida del recubrimiento no sean tóxicos, al tirarlos por el desagüe podrían descomponerse en subproductos inesperados.

Jayasundara afirma que, en general, los resultados del nuevo estudio le parecen alentadores. «Siempre es muy emocionante contar con un material biodegradable que pueda sustituir o reducir los plásticos a todos los niveles posibles», valora. Pero no se atreve a celebrarlo todavía. Aunque la FDA ha concedido al pululano la designación GRAS, Jayasundara advierte de que siempre que se modifique un material (incluso con aditivos naturales como los antimicrobianos que utilizaron los investigadores) es importante evaluar su seguridad para la salud humana mediante una batería de pruebas.

«Cuando se pensó por primera vez en los plásticos, se consideraban moléculas bastante seguras», señala Jayasundara. «Pero, con el tiempo, nos dimos cuenta de que, en realidad, no lo eran. Ahora sabemos que todos los plásticos, sin importar su tamaño, tienen efectos a nivel celular, molecular y ecosistémico.»

Sam Jones

Referencia: «High-throughput coating with biodegradable antimicrobial pululano fibres extends shelf life and reduces weight loss in an avocado model». Huibin Chang et al. en Nature Food, vol. 3, págs. 428-436, 20 de junio de 2022.

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