Resumen

En los últimos años, la industria agroalimentaria ha priorizado la sustitución de los aditivos químicos convencionales por compuestos naturales como respuesta a la demanda creciente de los consumidores de una alimentación más sana, segura y respetuosa con el medio ambiente. El diseño de formulaciones formadoras de recubrimiento a base de biopolímeros biodegradables como el quitosano (CH) o la hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) combinados con antimicrobianos naturales representa una técnica innovadora que puede garantizar la seguridad y prolongar la vida útil de los alimentos. En este sentido, numerosas investigaciones destacan el amplio espectro de actividad antimicrobiana de los aceites esenciales (AE) frente a diferentes cepas de hongos, levaduras, virus y bacterias. En el presente estudio, se diseñaron formulaciones formadoras de recubrimiento (FFR) a base de CH y HPMC con diferentes concentraciones de aceites esenciales de árbol de té (TTO), limón (LO) y bergamota (BO). Se evaluó el efecto de la incorporación de estos AE sobre las propiedades fisicoquímicas de las FFR y de los films secos aislados. En estos films, se analizó además la efectividad antimicrobiana frente a diferentes cepas de hongos y bacterias. A partir del análisis de todas las propiedades caracterizadas y variables analizadas (tipo de matriz, tipo y cantidad de aceite), se seleccionaron films para los posteriores estudios. Se profundizó en el conocimiento de los mecanismos de difusión de los compuestos activos de estos antimicrobianos mediante técnicas cromatograficas. También se evaluó el efecto de la aplicación de recubrimientos a base de CH, HPMC y BO, en la calidad y seguridad de uvas almacenadas en refrigeración. Los resultados de la caracterización de las FFR mostraron que la incorporación de AE en CH y HPMC supuso cambios significativos en la viscosidad, tamaño de partícula y potencial-?. Todas las FFR presentaron un comportamiento pseudoplástico independiente del tiempo. En cuanto a los films secos aislados, la incorporación de AE mejoró las propiedades barreras al vapor de agua de los films puros de CH y HPMC. Se observaron también cambios significativos en las propiedades ópticas, mecánicas y microestructura de los films. El análisis estadístico multivariable, realizado para todas las variables y propiedades, reveló que la matriz es la que más influye en las propiedades caracterizadas, tanto de los FFR como de los film aislados. Además para un polímero dado, el tipo y el nivel de AE incorporado son, respectivamente, los factores que más contribuyen en todas las propiedades (FFR y films). En cuanto a las propiedades antimicrobianas, en general los films diseñados a base de CH o HPMC y AE presentaron una capacidad antimicrobiana significativa frente a Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes. En los films a base de CH o HPMC y TTO, se observó una inhibición completa del crecimiento de la cepa Gram negativo, E.coli. En cuanto a las dos bacterias Gram positivo, L.monocytogenes y S.aureus, se obtuvieron los mejores resultados con los films de HPMC-TTO y HPMC-BO, respectivamente. El análisis de los fenómenos de difusión de los AE, realizado en films de CH y BO, a través del seguimiento del limoneno, mostró la mayor difusión de este compuesto en etanol al 95%. Se observó una relación lineal entre los valores de coeficientes de difusión en etanol al 95% y el contenido en aceite esencial del film de CH. Además para un nivel de BO determinado, el coeficiente de difusión disminuye al aumentar el espesor del film. Las pérdidas de volátiles durante el proceso de secado de los films fueron mayores al aumentar la cantidad de AE incorporada a los films. Finalmente, algunas FFR seleccionadas, fueron aplicadas a uvas (var. Moscatel) y almacenadas en refrigeración. Los resultados mostraron que, la aplicación de los recubrimientos supone mejoras en algunos parámetros de calidad del fruto como las pérdidas de peso y firmeza. Los mejores resultados se obtuvieron en los recubrimientos con CH y BO ya que, además de presentar una mayor capacidad antimicrobiana, consiguieron reducir la actividad respiratoria y un interesante efecto barrera frente a las pérdidas de agua.