Tesis
Development of a multilayer packagin material with antimicrobial activity through combination of electrospinning and coating techniques
Desarrollo de un material de envase multicapa con actividad antimicrobiana mediante la combinación de las técnicas de electrospinning y coating
Autor
Patiño-Vidal, Cristian Javier
Institución
Resumen
El desarrollo de materiales poliméricos biodegradables, antimicrobianos y con una estructura multicapa es una estrategia interesante aplicada en el área del envasado de alimentos hacia el uso de envases más sustentables y capaces de extender la vida útil del alimento.
El objetivo de este estudio fue desarrollar un material de envase polimérico, biodegradable, tricapa y antimicrobiano mediante la combinación de las técnicas de extrusión, electrospinning y coating. Se obtuvo el material tricapa mediante la recolección de fibras electrohiladas coaxiales de ácido poliláctico (PLA) cargadas con nanocristales de celulosa y etil lauroil arginato (LAE) sobre una película extruida de PLA, y la posterior aplicación de un recubrimiento de quitosano sobre las fibras. Se evaluaron las propiedades ópticas, morfológicas, térmicas, barrera al vapor de agua y al oxígeno, antibacterianas y biodegradables del material tricapa. Además, también se evaluó la liberación del LAE desde el material tricapa hacia un simulante acuoso y graso de alimentos. La incorporación de la capa electrohilada antibacteriana sobre el sustrato de PLA y el posterior recubrimiento de quitosano resultó en un material tricapa altamente opaco. Se observó una superficie no lisa y heterogénea durante el análisis morfológico. La presencia de la capa electrohilada antibacteriana y el recubrimiento de quitosano plastificaron el material tricapa, y redujeron su cristalinidad y estabilidad térmica. Además, ambas capas favorecieron el incremento de su permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno, y se favoreció este efecto con el incremento de la humedad relativa. Por otra parte, se obtuvo una mayor cantidad de LAE liberado en el simulante graso respecto al simulante acuoso. El material tricapa exhibió una rápida y potente actividad antibacteriana frente a Salmonella enterica y Listeria innocua durante 15 días. Por último, el material tricapa se desintegró después de 21 días en condiciones de compostaje.
Este estudio confirmó el potencial uso del material tricapa para el desarrollo de envases activos de alimentos cárnicos o lácteos más sustentables. Esta tesis se desarrolló en el Centro de Innovación en Envases y Embalajes (LABEN-Chile), y fue financiada por el Proyecto Fondecyt Regular N° 1200766, titulado “Designing antimicrobial biodegradable multilayer structures with enhanced barrier properties through the combination of co-axial” electrospinning and coating techniques”, y por la Beca de Doctorado Nacional CONICYT N° 21190316 y sus becas complementarias de gastos operacionales para el desarrollo de la tesis doctoral y pasantías doctorales en el extranjero.