Films biodegradables antimicrobianos a partir de bicapas de PHBV y almidón con carvacrol

Abstract

[ES] Se han obtenido films biodegradables antimicrobianos a base de bicapas de almidón y poliésteres con caravacrol (CA). Para ello, las monocapas a base de ácido poliláctico (PLA), polihidroxibutirato-co-hidroxivalerato (PHBV) y polietilenglicol 1000 Da (PEG1000) se obtuvieron mediante casting, mientras que las monocapas de almidón de yuca (AY) se obtuvieron por termoprocesado. Así, los films bicapa se obtuvieron mediante adhesión de ambas monocapas por prensado. Los films bicapa presentaron propiedades mecánicas mejoradas respecto a films bicapa obtenidos en un estudio previo donde ambas monocapas se obtuvieron mediante termoprocesado, así como una mayor capacidad barrera al vapor de agua respecto a los films de AY. La estrategia empleada para incorporar el activo en el film permitió una retención de CA del 100%, tanto en la monocapa de poliésteres como en el bicapa con almidón y por tanto una efectiva actividad antimicrobiana significativa frente a Listeria innocua y Escherichia coli. El CA se liberó de forma efectiva tanto desde la monocapa como desde la bicapa activa en los diferentes simulantes alimentarios, aumentando la velocidad de liberación al disminuir la polaridad de los sistemas acuosos. En el equilibrio la cantidad máxima de activo liberado desde la monocapa de poliésteres se alcanzó con el simulante más apolar (isooctano o simulante D2), mientras que con la bicapa la cantidad máxima liberada fue mayor en el simulante de polaridad intermedia (etanol 50% o simulante D1).

[EN] Antimicrobial biodegradable bilayer films based on starch and polyesters with caravacrol (CA) have been obtained. To this end, monolayers based on polylactic acid (PLA), polyhydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate (PHBV) and polyethylene glycol 1000 Da (PEG1000) were obtained by casting, whereas cassava starch (AY) monolayers were obtained by thermoprocessing. Thus, the bilayer films were obtained by adhesion of both monolayers by pressing. The bilayer films had improved mechanical properties compared to bilayer films obtained in a previous study where both monolayers were obtained by thermoprocessing, as well as a greater water vapor barrier capacity compared to AY films. The strategy used to incorporate the active in the film allowed a 100% CA retention in both the polyester monolayer and the starch- polyester bilayer and thus an effective antimicrobial activity against Listeria innocua and Escherichia coli. The CA was effectively released from both the monolayer and the active bilayer in the different food simulants, increasing the release rate by decreasing the polarity of the aqueous systems. At equilibrium the maximum amount of active released from the polyester monolayer was reached in the most apolar (isooctane or D2 simulant), whereas in the bilayer the maximum amount released was higher in the intermediate polarity simulant (ethanol 50% or simulant D1).

[CA] S’han obtingut films biodegradables antimicrobians a força de bicapes de midó i polièsters amb carvacrol (CA). Per a aixo, les monocapes a força d’àcid polilàctic (PLA), polihidroxibutirato-co-hidroxivalerato (PHBV) i polietilenglicol 1000 Da (PEG1000) es van obtenir mitjançant casting, mentre que les monocapes de midó de tapioca (AY) es van obtenir per termoprocessament. Així, el films bicapa es van obtenir mitjançant l’adhesió d’ambdues monocapes per premsatge. Els films bicapa van presentar propietats mecàniques millorades respecte a films bicapa obtinguts en un estudi previ on ambdues monocapes es van obtenir mitjançant termoprocessament, així com una major capacitat barrera al vapor d’aigua respecte als films d’AY. L’estratègia emprada per incorporar l’actiu en el film va permetre una retenció de CA del 100%, tant en la monocapa de polièsters com en el bicapa amb midó i per tant una efectiva activitat antimicrobiana significativa enfront de Listeria innocua i Escherichia coli. El CA es va alliberar de forma efectiva tant des de la monocapa com des de la bicapa activa en els diferents simulants alimentaris, augmentant la velocitat d’alliberament en disminuir la polaritat dels sistemes aquosos. En l’equilibri la quantitat máxima d’actiu alliberat des de la monocapa de polièsters es va aconseguir amb el simulant més apolar (issoctà o simulant D2), mentre que amb la bicapa la quantitat máxima alliberada va ser major en el simulant de polaritat intermèdia (etanol 50% o simulant D1).