Desarrollo y caracterización de películas biodegradables a base de quitosano, alcohol polivinílico y mucílago de nopal para conservación de fresa

Abstract

Las películas biodegradables surgen de la necesidad de utilizar empaques para extender la vida útil de los alimentos minimizando el impacto en el medio ambiente. Los componentes más utilizados se derivan de la celulosa, almidón, alginato, carragenina, pectina, alcohol polivinílico (PVA) y quitosano además de otros compuestos funcionales como el mucílago nopal. El objetivo de este estudio fue desarrollar y caracterizar películas biodegradables a base de quitosano, mucílago de nopal y alcohol polivinílico para obtener recubrimientos biodegradables que permitan extender la vida de anaquel de la fresa. Las películas se obtuvieron por vaciado en placa y se realizó una caracterización preliminar para comparar el mucílago de Opuntia ficus indica y Opuntia tomentosa y evaluar el efecto del glicerol sobre las propiedades mecánicas y de barrera. Se realizaron cinco formulaciones de películas con diferentes porcentajes de quitosano y PVA y con un contenido constante de mucílago de nopal y glicerol. Las soluciones formadoras de la película se caracterizaron mediante potencial zeta para determinar la compatibilidad de los componentes. Se evaluaron las propiedades mecánicas, de barrera, interacción con el vapor de agua, propiedades térmicas y estructurales, el grado de cristalinidad, la interacción de los componentes y la biodegradabilidad. Se seleccionaron dos formulaciones para aplicarse en forma de recubrimientos para evaluar el efecto sobre la vida de anaquel en fresas. Las fresas se cubrieron por inmersión y se almacenaron a temperatura y humedad controladas (10 °C y 90% HR). Se evaluó el crecimiento de hongos, la pérdida de peso, el color, la textura, los sólidos solubles, el pH, la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles a los 3, 6 y 10 días de almacenamiento. Los resultados preliminares indicaron que la inclusión de mucílago de diferentes especies de Opuntia no modificó las propiedades mecánicas o la permeabilidad al vapor de agua. Debido a que el rendimiento fue mayor, se seleccionó el mucilago de O. tomentosa para los estudios subsecuentes. De acuerdo a los resultados del potencial zeta, el PVA juega un papel determinante para estabilizar la solución formadora de película entre el mucílago de nopal y el quitosano. La caracterización térmica demostró que los componentes en las películas interaccionan formando enlaces fuertes debido a que las entalpias de fusión aumentaron sugiriendo una mayor estabilidad estructural. El estudio de vida de anaquel permitió elegir una formulación más favorable para la fresa con base en un menor crecimiento de hongos. La formulación elegida no contiene el mayor porcentaje de quitosano, pero la relación quitosano y mucílago, demostró tener la mayor actividad antimicrobiana que las otras formulaciones.