Investigadoras del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han logrado desarrollar materiales de envasado biodegradables que se descomponen en el medio natural. Estos innovadores films se obtienen a partir de una combinación de harinas de maíz pigmentadas y sorgo (Sorghum bicolor) junto con biomasa marina proveniente del alga roja Gelidium corneum. Los hallazgos, publicados en la revista Food Hydrocolloids, no solo representan un avance significativo en la valorización de residuos agrícolas y marinos, sino que también mejoran las propiedades mecánicas y de resistencia a la humedad de los envases.
Este enfoque innovador utiliza harinas de grano entero pigmentadas junto con biomasa marina sin refinar para optimizar las características de los nuevos envases. Las harinas seleccionadas son ricas en almidón, lo que permite interacciones con la celulosa presente en las algas, definiendo así la estructura interna de los bioplásticos. Además, contienen compuestos naturales como polifenoles bioactivos, que aportan color, luminosidad y protección contra la luz ultravioleta (UV).
Aprovechamiento de subproductos agrícolas y marinos
La investigación ha utilizado una técnica industrial conocida como melt-compounding para combinar estos subproductos. Este proceso implica aplicar calor y energía mecánica para fusionar el almidón y la celulosa a nivel molecular, creando una mezcla homogénea que luego se moldea mediante compresión para formar el envase final.
El equipo desarrolló ocho formulaciones diferentes utilizando esta técnica, con una proporción del 40% de harina de cereal y un 60% de residuo marino. Tras realizar comparaciones con preparaciones anteriores sin biomasa marina, se observó que su inclusión genera una estructura más heterogénea y modifica las propiedades ópticas: disminuye la luminosidad y blancura mientras aumenta las tonalidades amarillas y verdosas debido a las interacciones entre los pigmentos naturales.
Nuevas perspectivas en el diseño de films biopoliméricos
La investigación liderada por el IATA-CSIC es pionera al integrar harinas pigmentadas y biomasa marina sin refinar. Según Amparo López, investigadora principal del estudio, este método aprovecha las interacciones naturales entre pigmentos, polisacáridos y proteínas para ajustar la funcionalidad sin recurrir a modificaciones químicas. Además, utiliza residuos marinos infravalorados como refuerzos sostenibles que mejoran la resistencia del material.
María José Fabra, coautora del artículo, destaca que esta estrategia fomenta una bioeconomía circular e introduce un nuevo paradigma en el diseño de films biopoliméricos funcionales basados en materias primas alternativas ricas en pigmentos.
Mejora significativa en propiedades mecánicas
El estudio demuestra que la mejora en las propiedades no solo se debe a un refuerzo físico, sino también a una compatibilidad molecular entre los componentes utilizados. La incorporación del residuo marino influye notablemente en la organización molecular de las matrices basadas en almidón, favoreciendo redes cohesionadas.
Las investigadoras concluyen que estas interacciones explican el aumento observado en rigidez y resistencia a la tracción, así como cambios significativos en otras propiedades relacionadas con el agua.
"Nuestros resultados evidencian una vía sinérgica para valorizar residuos agrícolas y marinos en materiales biodegradables", afirman las investigadoras, resaltando así su contribución hacia un futuro más sostenible dentro del marco de la bioeconomía circular.
IATA-CSIC Comunicación
comunicacion@csic.es
Preguntas sobre la noticia
¿Qué tipo de envases han desarrollado las investigadoras del CSIC?
Las investigadoras del CSIC han desarrollado envases biodegradables a partir de harinas de maíz pigmentadas y del cereal sorgo, combinadas con biomasa marina procedente del alga roja Gelidium corneum.
¿Cuál es el objetivo de estos nuevos materiales de envasado?
El objetivo es crear materiales que se descompongan en el medio natural, mejorando la sostenibilidad y aprovechando residuos agrícolas y marinos.
¿Qué técnica se utilizó para combinar los ingredientes en los envases?
Se utilizó una técnica llamada melt-compounding, que aplica calor y energía mecánica para combinar almidón y celulosa a nivel molecular.
¿Cuáles son algunas propiedades mejoradas de los nuevos envases?
Los nuevos envases presentan mayor rigidez, resistencia mecánica, y modifican propiedades relacionadas con la humedad, como la permeabilidad al vapor y la absorción de agua.
¿Cómo contribuyen las harinas pigmentadas y la biomasa marina a las propiedades de los films?
Las harinas aportan almidón que interactúa con la celulosa de las algas, mejorando la estructura interna y proporcionando propiedades ópticas y de protección frente a la luz ultravioleta.
¿Qué impacto tiene este desarrollo en la bioeconomía circular?
Este enfoque promueve una bioeconomía circular al utilizar materias primas alternativas y residuos marinos mínimamente procesados, mejorando tanto el rendimiento del material como su sostenibilidad.
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