Cinética de liberación y actividad antibacteriana de ácidos fenólicos incorporados en films de PLA-PHBV

Abstract

[EN] The food packaging industry faces the current challenge of developing biodegradable packaging materials and reducing the use of conventional slow-degrading plastics. Likewise, the use of synthetic preservatives in food products must be reduced to respond to consumer demands for healthier and safer foods. In this sense, it is interesting to develop new biodegradable packaging materials that incorporate active compounds of natural origin such as phenolic acids. To produce such materials, biodegradable polyesters obtained from natural resources such as poly (lactic acid) (PLA) and poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) could be used. To improve the functional properties of PLA and PHBV, in previous studies films mixtures of these polyesters and a plasticizer have been obtained. In addition, to increase the shelf-life and maintain the quality of the foods packaged with these materials, active compounds with proven antibacterial activity, such as phenolic acids, could be incorporated into the polyester blend.

[ES] La industria de fabricación de materiales para el envasado de alimentos se enfrenta al desafío actual de desarrollar envases biodegradables y disminuir el uso de plásticos convencionales de degradación lenta. Asimismo, el uso de conservantes sintéticos en productos alimentarios debe reducirse para responder a las demandas de los consumidores de alimentos más sanos y seguros. En este sentido, es interesante desarrollar nuevos materiales biodegradables de envasado que incorporen compuestos activos de origen natural como los ácidos fenólicos. Para producir dichos materiales se podrían utilizar poliésteres biodegradables obtenidos a partir de recursos naturales como el poli (ácido láctico) (PLA) y el poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV). Para mejorar las propiedades funcionales de PLA y PHBV, en estudios previos se han obtenido films formados por mezclas de dichos poliésteres y un plastificante. Además, para aumentar la vida útil y mantener la calidad de conservación de los alimentos envasados con estos materiales, se podrían incorporar a la mezcla de poliésteres compuestos activos con actividad antibacteriana demostrada, como es el caso de los ácidos fenólicos. En este trabajo se han obtenido films a partir de mezclas de PLA-PHBV que incorporaron ácidos fenólicos (ácido ferúlico, ácido p-cumárico y ácido protocatecuico) mediante mezclado en fundido y moldeo por compresión. Los films se evaluaron en cuanto a la cinética de liberación de los ácidos fenólicos en diferentes simulantes alimentarios. Se obtuvo la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) de estos ácidos fenólicos frente a Listeria innocua así como la actividad antibacteriana de los films en ensayos in vitro en medio de cultivo. En los dos simulantes evaluados (A: solución acuosa de etanol al 10% y D: solución acuosa de etanol al 50%), se obtuvo la mayor velocidad de liberación y la mayor proporción de activo liberado para el ácido ferúlico, mientras que el ácido protocatecuico mostró la menor velocidad de liberación y menor proporción de activo liberado. En general, tanto la velocidad como la proporción de activo liberada aumentaron cuando disminuyó la polaridad del simulante. Los tres ácidos fenólicos exhibieron actividad antibacteriana contra Listeria innocua, con valores de CMI que oscilaron entre 700 y 900 mg / L, siendo el valor de CMI más alto el obtenido para el ácido p-cumárico. La eficacia antilisteria de los tres ácidos fenólicos cuando se incorporaron en los films de poliésteres fue significativa, pero la inhibición del crecimiento con respecto al control (films sin ácido fenólico) fue inferior a 2 logaritmos. Este escaso efecto antibacteriano de los films podría atribuirse a la baja velocidad de liberación inicial y la baja cantidad total de activo liberada, especialmente en sistemas polares como el medio de cultivo utilizado.