Efecto del sustrato lignocelulósico en las características del biocomposite a base de micelio fúngico desarrollado para envasado de alimentos

Abstract

[ES] El desarrollo de materiales biodegradables a base de micelio podría ser una alternativa para reducir el impacto medioambiental causado por la acumulación de plástico y el exceso de residuos generados en la actividad agroindustrial. En este trabajo, se analizó el efecto del tipo de sustrato empleado en las características fisicoquímicas del biocomposite obtenido. Para ello, se utilizó como sustratos la paja de arroz y el raspón de uva y, el hongo Ganoderma resinaceum. Los biomateriales obtenidos se caracterizaron en términos de contenido en agua y actividad de agua, dimensiones, densidad aparente, capacidad de absorción de agua, propiedades mecánicas y térmicas, barrera al vapor de agua, apariencia y microestructura. Los resultados mostraron que el hongo colonizó más rápidamente la superficie del raspón de uva, pero de forma más efectiva la paja de arroz, obteniéndose con este residuo los mayores rendimientos. Los biocomposites a base de paja de arroz presentaron menor capacidad de absorción de agua, fueron mecánicamente más resistentes y rígidos y menos deformables que los obtenidos con raspón de uva. Esto fue seguramente debido a la mayor facilidad de las hifas del hongo para colonizar la paja de arroz, que dio lugar a una distribución más uniforme del micelio, creando una estructura más compacta y con mayor adhesión entre componentes y, por tanto, con mejor resistencia mecánica y a la absorción de agua. Por otro lado, la permeabilidad al vapor agua de los biocomposites no se vio afectada significativamente por el tipo de residuo utilizado, presentando valores típicos de materiales hidrofílicos como el almidón. Por último, el efecto de la colonización sobre la estabilidad térmica del biocomposite a base de micelio dependió del tipo de sustrato empleado.

[EN] The development of mycelium-based biodegradable materials could be an alternative to reduce the environmental impact caused by the accumulation of plastic and excess waste generated by agroindustrial activity. In this work, the effect of the type of substrate used on the physicochemical characteristics of the biocomposites obtained was analyzed. For this purpose, rice straw and grape stalk were used as substrates and the fungus Ganoderma resinaceum. The biomaterials obtained were characterized in terms of water content and water activity, dimensions, bulk density, water absorption capacity, mechanical and thermal properties, water vapor barrier, appearance and microstructure. The results showed that the fungus colonized more rapidly the surface of grape stalk, but more effectively the rice straw, obtaining the highest yields with this residue. The rice straw-based biocomposites had a lower water absorption capacity, were mechanically more resistant and rigid and less deformable than those obtained with grape stalk. This was probably due to the greater facility of the fungal hyphae to colonize the rice straw, which resulted in a more uniform distribution of the mycelium, creating a more compact structure with greater adhesion between components and, therefore, better mechanical resistance and water absorption. On the other hand, the water vapor permeability of the biocomposites was not significantly affected by the type of residue used, presenting the typical values of hydrophilic materials such as starch. Lastly, the effect of colonization on the thermal stability of the mycelium-based biocomposite depended on the type of substrate used.