Desarrollo de formulaciones envase poli (ácido láctico) (pla) con actividad antimicrobiana para el uso en envasado activo con aplicaciones alimentarias

Abstract

[ES] Se desarrollaron películas, con características antioxidantes y antimicrobianas, empleando Poli(ácido Láctico) (PLA) como matriz polimérica e incorporando un 20 % en peso de oligómero de ácido láctico (OLA) como plastificante y carvacrol como aditivo activo a tres concentraciones diferentes: 4, 6 y 8 % en peso. Se determinó la cantidad de carvacrol presente en las formulaciones tras el procesado y se demostró, por un lado, su actividad antioxidante y, por otro, su capacidad antimicrobiana frente a S. aureus. Se estudiaron las propiedades térmicas de cada una de las películas, así como, las propiedades estructurales, morfológicas, mecánicas y ópticas. Las películas de PLA sufrieron una disminución de su estabilidad térmica a medida que se incrementó la concentración de aditivos en la matriz. Por otro lado, el plastificante disminuyó la rigidez del PLA y, junto con el carvacrol, hizo descender el módulo elástico y aumentar la elongación a rotura, aportando ductilidad al material. Las micrografías SEM mostraron la homogeneidad de todas las muestras y se confirmó la naturaleza amorfa del material con los análisis mediante DSC y DRX. Finalmente, los estudios de permeabilidad, tanto al oxígeno como al vapor de agua, permitieron valorar la funcionalidad de las películas como envase activo alimentario.

[CA] Es van desenvolupar pel·lícules, amb característiques antioxidants i antimicrobianes, utilitzant Poli(àcid Làctic) (PLA) com a matriu polimérica i addicionant un 20 % en pes d'oligomer d'àcid làctic (OLA) com a plastificant i carvacrol com a additiu actiu a tres concentracions diferents: 4, 6 i 8 % en pes. Es va determinar la quantitat de carvacrol present en les formulacions després del processament i es va demostrar, la seua activitat antioxidant i la seua capacitat antimicrobiana enfront de S. aureus. Es van estudiar les propietats tèrmiques de cadascuna de les pel·lícules, així com, les propietats estructurals, morfològiques, mecàniques i òptiques. Les pel·lícules de PLA van sofrir una disminució de la seua estabilitat tèrmica a mesura que es va incrementar la concentració d'additius en la matriu. D'altra banda, el plastificant va disminuir la rigidesa del PLA i, juntament amb el carvacrol, va fer disminuir el mòdul elàstic i augmentar l'elongació a trencament, aportant ductilitat al material. Les micrografíes SEM van mostrar l'homogeneïtat de totes les mostres i es va confirmar la naturalesa amorfa del material amb les anàlisis DSC i DRX. Finalment, els estudis de permeabilitat, tant a l'oxigen com al vapor d'aigua, van permetre valorar la funcionalitat de les pel·lícules com a envàs actiu alimentari.

[EN] Antioxidant and antimicrobial active films based on Poly(lactic acid) (PLA) were prepared by incorporating 20 wt% of lactic acid oligomers as plasticizers and carvacrol as active additive at three different concentrations: 4, 6 and 8 wt%. The amount of carvacrol in the PLA films after processing was determined and it was confirmed, on one hand, their antioxidant activity as well as their antimicrobial activity against S. aureus. The thermal, structural, morphological, mechanical and optical properties were studied for each film. PLA films suffered a decrease in their thermal stability as the concentration of additives increased in the matrix. In addition, plasticizers reduced stiffness of PLA films by reducing the elastic modulus and increasing the elongation at break, providing ductility to those films with carvacrol. SEM micrographs showed the homogeneity of all samples and the amorphous structure of the material was confirmed by DSC and XRD analyses. Finally, oxygen barrier properties and water vapor permeability analysis allowed to assess the functionality of the active films in food packaging applications.