LOS BIOPOLIMEROS COMO TENDENCIA DE CAMBIO EN LAS PROPIEDADES DE
LOS EMPAQUES
Actualmente se realizan investigaciones con materiales
compuestos generando as los biopolmeros los cuales han encontrado
un gran campo de accin en la industria agroalimentaria como
empaques. La prioridad de los empaques es la preservacin y
proteccin de todo tipo de productos, estos en sus inicios siendo
elaborados principalmente de polmeros sintticos los cuales
ocasionan serios problemas ecolgicos contribuyendo a la
contaminacin ambiental debido a su baja degradabilidad es aqu donde
la intervencin de la ciencia crea estos tipos de biopolmeros los
cuales se clasifican en origen animal, origen marino, origen
agrcola, origen microbiano y polihidroxialcanoatos; los resultados
de las investigaciones, como se llev a cabo, sus ventajas,
desventajas y las conclusiones a las que se lleg se hablaran a
continuacin.De la investigacin se obtuvo que los polisacridos le
proporcionan a las pelculas dureza, flexibilidad y transparencia.
Son resistentes a las grasas y a los aceites. El celofn, la
celulosa de ter anionico y el carboximetilcelulosa (cmc) se
solubilizan en agua, y son compatibles con otras biomoleculas. La
cmc puede absorber aceite de frituras. En combinacin con el bagazo
de yuca y cmc las pelculas muestran alta resistencia, importante
propiedad para la fabricacin de paneles de huevo, empaques para
frutas y verduras El almidn tiene propiedades termoplsticas cuando
se le realiza la disrupcin estructural a nivel molecular. Los
almidones hidroxipropilados son usados para la preservacin de
caramelos, pasas, nueces, y dtiles para evitar la rancidez
oxidativa. El almidn termoplstico a base de amilosa tiene mayor
permeabilidad al O2 y disminucin al vapor de agua comparado con los
almidones de amilo pectina.La dextrina o glucosa son usadas en la
fermentacin. La glucosa puede ser fermentada y convertida en cido
lctico, el cual puede ser polimerizado y usado para formar un
polmero de alta densidad con el dimero del cido poli lctico
copolimerizado junto con caprolactona. Su uso como plstico
biodegradable es de alto inters para la industria. Se usa en
pelculas para empaque de alimentos. Los hidrocoloides y lpidos son
utilizadas en la fabricacin de empaques biodegradables de pelculas.
Los lpidos son una buena barrera contra la humedad, por lo tanto es
usado como empaque para naranjas, que en condiciones anaerbicas se
pudre y envejece, esta pelcula retarda este efecto.La cera siempre
se ha usado para conservar alimentos secos y evitar la transpiracin
de limones, naranjas, pimentones y peras. La cera, la cera
parafinada y la cera de candelilla son usadas para tales
aplicaciones, y micro encapsulaciones, especficamente para
sustancias con olores y sabores de condimento. Las lacas tambin son
usadas en la preparacin de algunos compuestos. Las formulaciones
preparadas de hidrocoloides, lpidos y emulsificantes se muestran
para prolongar la vida del producto en almacenamiento. La zeina
forma pelculas en solucin acuosa-alcohlica duras, vidriosas y con
gran resistencia, y con la adicin de polialcohol mejora la
propiedad de tensin, la protena del suero de la leche produce una
pelcula flexible pero frgil. Las pelculas son comestibles y se
pueden producir por el calentamiento del girasol. El colgeno es
usado para la preparacin de pelculas comestibles. La gelatina
produce una pelcula flexible y gruesa y sus propiedades mecnicas
aumentan con la adicin de cloruro de sodio (NaCl) en
concentraciones bajas. Actualmente embutidos como el salchichn son
recubiertos con gelatina o con mezclas entre gelatina y quitosan.En
cuanto a los biopolmeros de origen bacterial, el
polihidroxibutilato (PHB) el cual produce excelentes pelculas de
empaque, permite la acumulacin de CO2 y controla la atmosfera y el
crecimiento de bacterias. Tiene desventaja de alto costo de
produccin. El PHA es otro biopolmero secretado por Pseudomonas
aeruginosa con caractersticas similares al PHB. El polisacrido
pululan que es secretado por Aureobasidium pullulans, que es usado
como hidrocoloides tiene una excelente permeabilidad al oxgeno y no
es toxico.Como conclusin de esta investigacin se realiz una tabla
resumen mostrando las ventajas, desventajas y uso industrial de
estos productos.INVESTIGACIONVENTAJAS Y DESVENTAJASUSO
INDUSTRIAL
QuitosanEntrelazado con aldehdos es Insoluble al agua resistente
a las grasas y aceites sus pelculas tienen dureza flexibilidad y
transparencia.Antifunguico y antimicrobianoDESVENTAJAUsa crustceos
para hacer las pelculas (impacto ambiental negativo)
Carboximetilcelulosa (CMC) (celofn)La CMC es una pelcula capaz
de absorber el aceite recogido en los alimentos sometidos a proceso
de fritura profunda.Usado para hacer cartones de huevoEmpaques para
frutas y verduras
Almidn con ms concentracin de amilosaEvitar la rancidez
oxidativa de los dtiles, pasas y uvas.Los compuestos de los
almidones hidroxipropilados son usados para la preservacin de
caramelos, pasas, nueces y dtiles para evitar la
rancidezOxidativa.
Almidn termoplsticoPresenta mayor permeabilidad al O2 y una
disminucin en el vapor de agua puede combinar para hacer materiales
parcialmente biodegradablesSe puede usar en varios procesos de
produccin (extrusin, compresin, etc.)DESVENTAJASensibilidad a la
humedad No es 100% biodegradable
GlucosaMaterial biodegradableEmpaque para la industria de
alimentos
Pectina de alto metoxilo (HMP)estabilidad y flexibilidad a la
pelcula, la cual es trmicamente estable a 180C puede usarse en la
elaboracin de pelculas plsticas por extrusin, compresin y otros
procesos; es soluble en aguaLas pelculas que resultan de la mezcla
de pectina y quitosan junto con cualquier plastificante y PTA
generan buenas condiciones mecnicas y de barrera segn sus
componentes y el alimento en estudioUsado en diversos sistemas
mdicos
.
CeraBarrera contra la humedad, insoluble al agua pero soluble en
disolventes no polares orgnicos (aceites)Conservacin de alimentos
secos y evitar la transpiracin de limones, naranjas, pimentones y
peras
LacasSe controla la aparicin de caros u otros microorganismos en
verduras y hortalizas.Prolongan la vida del producto en
almacenamientoSe convierte un suplemento nutricional del
alimentoAtaca el crecimiento de los microrganismosDESVENTAJASNo
provee una barrera contra el agua.Verduras y hortalizas. Se usa
como control biolgico (usar organismos vivos para controlar
poblacin de otros organismos)
ZeinaDuras, vidriosas y con gran resistencia, y con la adicin de
polialcohol mejora la propiedad de tensin. Son comestibles
Colgeno/gelatinaPelculas comestible, flexible y gruesa sus
propiedades mecnicas aumentan con la adicin de cloruro de sodio
(NaCl) en concentraciones bajasActualmente embutidos como el
salchichn son recubiertos con gelatina.
Polihidroxibutilato (PHB)Excelentes pelculas de empaque, permite
la acumulacin de CO2 y controla la atmosfera y el crecimiento de
bacterias.DESVENTAJAAltos costos de produccin
PululanUsado como hidrocoloidesExcelente permeabilidad al
oxigenono es toxico
Tabla 1. Caractersticas de los biopolmerosEl ritmo de vida que
hoy por hoy lleva la sociedad ha llevado a que determinados
sectores de la sociedad hayan comenzado a movilizarse para buscar
alternativas al hecho de que las reservas de petrleo se agotan y su
precio aumenta cada vez ms, junto con el alto impacto que de los
residuos polimricos tienen en el medio ambiente, debido a su
incapacidad para degradarse.Actualmente se estn realizando
diferentes estudios como solucin a esta problemtica, empresas como
por ejemplo NatureWorks LLC, DuPont Corporation, lyle BioProducts,
Novamont y Plantic Technologies han desarrollado investigaciones
que permiten el reemplazo de la produccin de plasticos sintticos,
en las cuales incluyen la utilizacin de diferentes agentes,
principalmente de tipo bacteriano (Ralstonia Eutropha, Rhodobacter,
Azospirillum, entre otras), y recursos naturales (Principalmente
maz, la remolacha, la papa, el trigo y otros productos ricos en
almidn).Unos de los grandes avances en el campo de los polmeros son
el cido polilctico (PLA) y el Polihidroxialcanoato (PHA) ya que son
los que mayores aplicaciones tienen en el campo de la industria de
los polmeros. Gracias a estos avances se ha podido realizar
aplicaciones en telfonos mviles, computadores y dispositivos de
audio y video. Algunos ejemplos de estas aplicaciones son: Uso de
Biopolmero Mater-Bi, que es fabricado a partir de almidones de maz,
trigo y papa; en la cual puede inyectarse, extrudirse y termo
formarse. De ella se han conocido aplicaciones en reas de espumas,
productos de higiene y como relleno de llantas (Goodyear,
permitiendo la resistencia al rodado) Uso de Biopolmero Plantic,
que es fabricado a partir de almidn. Su uso de dio para una bandeja
termoformada utilizada para el empaquetamiento de los chocolates
Dairy Box por la compaa Nestle. Pioneer desarrollo un medio ptico a
partir de almidn de maz, el bio-disco tiene una capacidad de
almacenamiento de 25 GB. Sanyo desarrollo un CD basado en PLA. Sony
y Mitsubishi lanzaron tambin una carcasa hecha con polmeros
biodegradablesDe esta manera se observa que hay infinidad de
aplicaciones y que hay un esfuerzo conjunto de la humanidad por
buscar alcanzar el sueo ideal de los polmeros: Que sean
Biodegradables, renovables y que sean 100% de origen natural. Pero
no todo es color tan prefecto como parece ya que uno de los
problemas para la decisin a usarlos son sus costos, entonces lo
esencial a analizar es Cmo optimizar el rendimiento?, Cmo abaratar
los costos de las MP?, Cmo abaratar los costos de produccin? y de
esta manera compararlo con el polmero a reemplazar en un
determinado uso y tomar la decisin final.
BIBLIOGRAFIA
http://www.eis.uva.es/~biopolimeros/alberto/index.htmBipolomeros
naturales usados en empaques biodegradables. Hector S. Villada,
Harold A. Acosta y Reynaldo J. Velazco. Julio 25 de 2007.
