Efecto de la incorporación de ácido p-cumárico en las propiedades de films de PHBV

Abstract

[ES] El gran aumento en la producción y consumo de plásticos ha generado un grave problema medioambiental por su incapacidad de biodegradación. Por ello se han puesto en marcha diferentes estrategias como el reciclaje y la búsqueda de nuevos materiales con características similares y adecuadas para el envasado de alimentos, pero que sean biodegradables. Otro reto de la industria alimentaria es promover la conservación de los productos, aumentando su vida útil, para lo cual los llamados envases activos, con propiedades antioxidantes y/o antimicrobianas, ofrecen soluciones. En el presente trabajo, se ha estudiado el efecto de un agente activo, el ácido p-cumárico, a diferentes concentraciones, sobre las propiedades de una matriz biodegradable de PHBV o poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxyvalerato), utilizable en el envasado de alimentos. Se obtuvieron films de PHBV con 0, 3, 6 y 9% del agente activo por mezclado en fundido y termocompresión y se caracterizaron sus propiedades mecánicas, ópticas, de barrera al oxígeno y vapor de agua y comportamiento térmico, analizando el efecto de la concentración del compuesto activo. La incorporación del ácido p-cumárico modificó levemente la respuesta mecánica de los films PHBV (al 6% fueron más extensibles y al 9% menos extensibles con menos resistencia a la fractura). En general, el compuesto activo mejoró la capacidad de barrera al vapor de agua y al oxígeno de los films. A parir del 6% de activo, los films perdieron transparencia, pero no hubo cambios relevantes de coloración. El compuesto activo modificó el comportamiento de cristalización del PHBV, reduciendo la cristalinidad y el tamaño de los cristales. Son necesarios estudios de liberación del activo y ensayos antimicrobianos para validar el material en su aplicación potencial al envasado activo de alimentos.

[EN] The huge increase in plastics production and consumption has produced a serious environmental problem due to its biodeterioration incapacity. For that reason, different strategies have been implemented such as recycling, and the search for new materials, but biodegradables. Another challenge for the Food Industry is to promote product conservation, increasing its shelf life. For that issue, the ¿active packaging¿, with antioxidant and antimicrobial properties, could offer solutions. At the current project, the effect of an active agent, p-coumaric acid, has been studied in different concentrations, relating to the properties of a biodegradable matrix made of PHBV or Poly(3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate), used in food packaging. Films of PHBV were made with 0, 3, 6 and 9% of the active agent by mix melting and thermocompression, and their optical and mechanical properties, oxygen barrier and water vapour, as well as their thermal behaviour, were characterised, analysing the effect of the active compound¿s concentration. The p-coumaric acid¿s incorporation slightly modified the mechanical response of the PHBV films (the 6% ones were more extensible, and the 9% less extensible with less fracture resistance). In general, the active compound improved the water vapour barrier¿s capacity as well as the oxygen barrier¿s capacity of the films. Starting at 6% of the active, the films lost transparency, but without important colouring changes. The active compound modified the PHBV crystallization behaviour, reducing the crystallinity, and the crystal size. Further studies about the liberation of the active and microbial analysis are needed to authenticate the material in its potential application to active food packaging.