Embrapa, Brasil: Investigadores explican el papel de las películas y los recubrimientos comestibles en la protección de los alimentos

Fuente: Red Innovagro | Fotografía: FIA

Las películas y recubrimientos comestibles pueden servir como empaque primario, manteniendo los niveles de actividad del agua entre los componentes de los alimentos, controlando la transferencia de masa en los alimentos procesados, sirviendo como componentes activos o como fuentes de atracción sensorial.

Pero los investigadores aclaran que estas estructuras, formadas por finas capas de base macromolecular, no son meros materiales de embalaje y, en ocasiones, ni siquiera cumplen funciones afines a las mismas. Sin embargo, pueden realizar dos o más funciones simultáneamente dependiendo de la aplicación.

Un ejemplo señalado por la ingeniera en alimentos de Embrapa Instrumentação (São Carlos - SP), Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo, es el uso de una película entre los componentes de una pizza. El investigador es el primer autor del artículo de revisión gráfica Películas y recubrimientos comestibles: no solo materiales de embalaje , publicado en el volumen 5 de la revista Current Research in Food Science .

La revisión gráfica trata temas relacionados con la presentación y composición visual del texto. En este tipo de material, los investigadores presentan los resultados de los estudios de diferentes maneras, como gráficos, tablas, imágenes y diagramas.

Según la investigadora, es un recurso utilizado en la elaboración de artículos breves y estructurados para transmitir ideas sobre un tema de gran interés, con el objetivo de facilitar la comprensión del lector, y también para que sirva como herramienta didáctica en las aulas, por ejemplo. .

Papeles jugados

"Diseñada para actuar como una barrera contra la humedad, la película se puede formular con ingredientes sensorialmente atractivos para mejorar estas propiedades de la pizza, pero también puede contener un compuesto antimicrobiano para extender la estabilidad microbiológica de componentes susceptibles como el queso y la salsa de tomate", explica. Azeredo.

Según el profesor del Departamento de Ingeniería de Materiales (DEMa) de la UFSCar, Caio Gomide Otoni, uno de los autores del artículo, las películas y recubrimientos comestibles han sido estudiados como capas protectoras para aplicación en productos alimenticios, extendiendo su estabilidad, principalmente por actuar como barreras protectoras. Pero las películas difieren de los recubrimientos en la forma en que se aplican.

"Las películas son estructuras autónomas formadas por separado, mientras que los recubrimientos se forman directamente sobre la superficie del alimento ", aclara el profesor, investigador colaborador del Laboratorio Nacional de Nanotecnología Aplicada a la Agroindustria (LNNA), con sede en Embrapa Instrumentación.

Los investigadores dicen que las películas y los recubrimientos comestibles deben considerarse parte del alimento y no del sistema de envasado, aunque pueden cumplir esta función, como suele ocurrir.

Para el investigador de Instrumentación de Embrapa, Luiz Henrique Caparelli Mattoso, quien también participó del artículo, los posibles roles deben ser explorados para maximizar sus beneficios tanto para la estabilidad y seguridad alimentaria como para la experiencia sensorial del consumidor, incluidos los beneficios para la salud.

Una de las funciones de las películas y recubrimientos señalada por Mattoso es desempeñar el papel de empaque primario, pero solo en caso de que haya uno secundario. "El empaque primario es el que entra en contacto directo con el alimento. Algunos productos contienen, además de este embalaje, también un embalaje secundario, más externo", explica el investigador.

Este es el caso de algunos cereales para el desayuno, envasados ??en bolsas de plástico, que son el envase primario. Según Mattoso, el empaque primario actúa principalmente como barrera al vapor de agua, minimizando los cambios de textura, dentro de una caja de cartón, que es el empaque secundario. Este, a su vez, brinda protección mecánica, barrera de luz y comunicación, como nombre del producto, información nutricional, en fin, todo esto está impreso en el empaque.

Otro ejemplo es la caja de bombones de chocolate. Cada uno de los bombones se envasa en envase primario, con un envase secundario que los agrupa en una unidad vendible y los protege de la contaminación. "En este caso, las películas y recubrimientos comestibles son más apropiados para reemplazar los envases primarios", dice Mattoso.

Apelo sensorial

La ingeniera de alimentos Henriette Azeredo llama la atención sobre el uso de sobres como empaque primario para productos particulados, que deben mezclarse con otros componentes de los alimentos, como el yogur, o disueltos en agua, como bebidas y sopas.

"Si bien los sobres generalmente no son comestibles, los que lo son contribuyen a reducir la eliminación de desechos e incluso pueden contener compuestos de sabor, lo que se suma a la experiencia sensorial general. Pero está el caso de la ingestión accidental de sobres, que no es un problema cuando el sobre y su contenido son comestibles", recuerda el investigador.

Ella dice que una matriz de bolsita debe basarse en una variedad de factores, incluida la termosellabilidad, las propiedades de tracción, para soportar el contenido, las propiedades de barrera, que tienen un papel en la minimización de la degradación química del contenido.

También se deben considerar las propiedades reológicas, ya que los cambios de viscosidad pueden ser deseables o no, dependiendo de lo que se desee como resultado final del producto.

Los investigadores informan además que las películas y recubrimientos comestibles pueden reducir la migración de agua en productos alimenticios de múltiples componentes, como pizza, conos de helado y postres congelados. Además, pueden reducir la transferencia de masa en el procesamiento de alimentos, en el caso de la fritura, por ejemplo.

"En el caso de las patatas fritas, es posible recubrir las tiras, antes de freírlas, con una capa de macromoléculas hidrofílicas para crear una barrera y restringir la absorción de aceite, considerado un efecto secundario indeseable, tanto desde el punto de vista sensorial, porque las tiras quedan empapados y menos crujientes, desde el punto de vista de la salud", dice el ingeniero de alimentos.

Las películas y los recubrimientos comestibles también pueden tener componentes atractivos para los sentidos, como los producidos a partir de purés de frutas y/o vegetales. Con estos componentes, las películas se pueden consumir solas como snacks.

"Además de proporcionar propiedades sensoriales deseables, también pueden contribuir a mejorar las propiedades mecánicas del material, porque contienen biomacromoléculas filmógenas y azúcares plastificantes", dice Azeredo.

Otro papel que pueden desempeñar las películas y recubrimientos comestibles es el de portadores de componentes activos. En esta función, los investigadores dicen que pueden prolongar la estabilidad de los alimentos mediante mecanismos distintos a los relacionados con los meros efectos de barrera.

"Las películas y recubrimientos comestibles activos pueden liberar compuestos que aumentan la estabilidad de los alimentos (p. ej., antimicrobianos y antioxidantes), o absorber compuestos que reducen esa estabilidad (p. ej., etileno, vapor de agua y oxígeno)", evalúa el investigador.

Los investigadores también afirman que las películas y los componentes comestibles también pueden incorporar componentes bioactivos que confieren beneficios para la salud de los consumidores, como los que contienen probióticos.

Sin embargo, no descartan futuros estudios, que son necesarios para aumentar la viabilidad del procesamiento a gran escala de películas comestibles, así como para mejorar el comportamiento físico de los materiales, manteniendo su calidad alimentaria y su carácter de inocuidad.

"Uno de los mayores desafíos es crear estructuras comestibles biomiméticas que reproduzcan el desempeño mecánico y de barrera de las cáscaras de frutas, persiguiendo la difícil tarea de imitar a la madre naturaleza", concluyen.

Limitaciones

Mattoso, recientemente elegido para recibir el ABPol "Profª. Eloisa Mano" 2023 de la Asociación Brasileña de Polímeros por su trabajo en ciencia de materiales, dice que el componente principal de películas y recubrimientos es una biomacromolécula comestible, generalmente polisacárido y/o proteína, capaz de formar una capa continua y cohesiva.

"Si bien el material resultante es una capa cohesiva que puede beneficiar la estabilidad de los alimentos, las películas y recubrimientos comestibles generalmente no pueden reemplazar por completo los plásticos convencionales de origen fósil para aplicaciones de empaque", dice el ingeniero de materiales.

Entre los obstáculos para actuar como empaque, el investigador destaca las limitaciones de las biomacromoléculas para reemplazar a los polímeros convencionales, la mayoría se degradan a temperaturas cercanas, generalmente más bajas, a sus puntos de fusión, lo que hace que los métodos tradicionales de procesamiento térmico sean un desafío.

Otra debilidad es que las biomacromoléculas generalmente conducen a propiedades de barrera y tracción limitadas, lo que implica un rendimiento más bajo para las aplicaciones de envasado clásicas.

"La naturaleza hidrofílica de la mayoría de las biomacromoléculas es otra desventaja, lo que hace que las películas sean altamente permeables al vapor de agua y sensibles al contacto con superficies húmedas, lo que restringe algunas aplicaciones", observa el profesor de la UFSCar Caio Otoni.

Las biomacromoléculas todavía tienen un uso limitado debido a su costo relativamente alto, aunque pueden aislarse de materias primas baratas y abundantes, como las pérdidas y el desperdicio de alimentos. Sin embargo, los procesos de aislamiento implican métodos costosos y que requieren mucho tiempo.

El estudio fue apoyado por el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y la Red de Nanotecnología Aplicada a los Agronegocios (Rede Agronano), liderada por Embrapa Instrumentación.

Vanguardia de la investigación

Las películas y recubrimientos comestibles forman parte de los temas de investigación de Embrapa Instrumentation desde hace casi dos décadas. Gracias a la introducción de la nanotecnología y los estudios con nuevos materiales realizados por Mattoso, las innovaciones en varias áreas del conocimiento, basadas en materias primas sustentables, han avanzado en cumplir el rol de preservar la calidad y aumentar la vida útil de las frutas y verduras.

Un ejemplo es la nanoemulsión de cera de carnauba, un recubrimiento ya producido a escala comercial y utilizado dentro y fuera de Brasil para conservar frutas como mangos, limones, pimientos y tomates.