Subproductos de crustáceos y algas prometen revolucionar la industria de los envases para uso alimentario

envoltorios sostenibles a base de quitosano | USC

El quitosano, un biocompuesto derivado de la quitina presente en el exoesqueleto de crustáceos y mariscos, pueden tener un campo de aplicación extraordinario en la industria alimentaria gracias a los trabajos que está desarrollando el personal investigador de la Facultad de Ciencias del Campus Terra de la Universidad de Santiago de Compostela.

Estos nuevos biomateriales, se desarrollan como películas activas sostenibles y biodegradables que pueden incorporar aceite esencial de sándamo, extractos de ortiga o del alga kelp de azúcar, con propiedades antioxidantes.

La tesis de doctorado de María Flórez Mora, "Desarrollo de películas compuestas respetuosas con el medio ambiente a base de quitosano", Bajo la dirección de Manuel Vázquez Vázquez y Patricia Cazón, ha contribuido de manera importante en este campo. La tesis, de esta reciente graduada en Nutrición Humana y Dietética de la Universidad de Santiago de Compostela, presentada en formato de compendio de publicaciones, a dado pie a cinco artículos recogidos en revistas de impacto internacional.

Lo bueno de este nuevo material es su alta biodegradabilidad que hace que se perfile como sustituto ecológico de los envoltorios plásticos usados comúnmente en productos como las lonchas de queso y las porciones de mantequilla.

Su trabajo, como explican en la Universidad de Santiago de Compostela, representa un avance significativo en el campo de la tecnología alimentaria y un gran paso hacia la reducción del impacto ambiental asociado con el empaque de alimentos.

Como destacan, el estudio no solo aborda la creación de estos envoltorios alimentarios, sino que también incorpora extractos naturales enriquecedores como el kelp de azúcar, hojas de ortiga y aceite esencial de sándalo, convirtiendo los envases en soluciones activas con capacidades antioxidantes.

Específicamente, Flórez Mora ha experimentado con extracto acuoso de alga kelp de azúcar añadido a la película de quitosano, logrando una notable disminución del 52,8% en la oxidación lipídica de lonchas de queso Havarti durante su almacenamiento de 45 días.

Además de sus aportes científicos, la investigación también promueve la economía circular, proponiendo el aprovechamiento de los residuos de crustáceos y mariscos, fuentes naturales de quitosano, para la creación de estos envases ecológicos. La investigación de Flórez Mora, que se ha difundido en un compendio de publicaciones y ha resultado en cinco artículos de revistas internacionales de impacto, subraya el compromiso con la conservación del medio ambiente y la innovación en la industria alimentaria.

El proceso de la investigación durante la tesis doctoral

En un primero momento, María Flórez Mora estudió el proceso de extracción de compuestos activos de la hoja de las ortigas, para luego evaluar técnicas, disolventes y tiempos de extracción, con el fin de optimizar la capacidad antioxidante del extracto de esta planta y también para contrastar que el extracto acuoso de las hojas de ortiga constituye un importante antioxidante natural. A partir de estos resultados preliminares y luego de la aplicación de modelos matemáticos, la doctora determinó que las condiciones idóneas para la obtención del extracto de ortiga con mayor capacidad antioxidante requieren de tratamiento por ultrasonido y uso de agua como disolvente durante un período de 3 horas.

El siguiente proceso recogido en la investigación consiste en la adición del extracto acuoso de ortiga en disoluciones de quitosano, para crear una película activa, de la que además caracterizó parámetros relativos a su nivel de solubilidade, humedad de equilibrio, permeabilidad al vapor de agua, propiedades espectrais, antioxidantes y microestrutura.

El extracto de ortiga mostró un efecto significativo en las propiedades analizadas, obteniendo una película con gran capacidad antioxidante, cuyo uso se testó como separador activo de lonchas de queso tipo Havarti a lo largo de 45 días. A partir de los análisis de capacidad antioxidante y de oxidación lipídica realizados en el alimento, se determinó que la película permitió reducir un 56% a oxidación lipídica del queso.

Otro de los experimentos realizados y recogidos por Flórez Mora en su tesis responde a la obtención de un extracto acuoso del alga kelp de azúcar, del que también se analizaría su capacidad antioxidante, para luego añadir, en diversas concentraciones, como ingrediente activo a la película de quitosano. Su posterior aplicación como separador de lonchas de queso tipo Havarti a lo largo de 45 días de almacenamiento deparó una merma de la oxidación lipídica del queso en un 52,8%, además de mantener la capacidad antioxidante de las películas a lo largo del estudio.

La adición de aceite esencial de sándamo Santalum album en diversas concentraciones a la matriz de quitosano centró el último ensayo compilado en la tesis de Flórez Mora, que también recoge la caracterización de la película generada. Este nuevo material se aplicó luego como envasado de mantequilla para analizar la capacidad de retardar la oxidación lipídica. Tras 3 meses de almacenamiento, se observó una merma del 36 % en la oxidación de las grasas de la mantequilla. Además, las películas al ser realizadas con ácido málico son termosellables y totalmente solubles en agua, por lo que se retiran fácilmente del alimento sin generar residuos sólidos.