Investigadoras del CSIC han creado envases biodegradables combinando harinas de maíz y sorgo con algas marinas, mejorando su resistencia y propiedades ópticas, promoviendo así una bioeconomía circular.
Un equipo de investigadoras del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha logrado un avance significativo en el desarrollo de envases biodegradables. Estos nuevos materiales están diseñados para descomponerse en el medio natural, utilizando una combinación innovadora de harinas de maíz pigmentadas y sorgo (Sorghum bicolor) junto con biomasa marina extraída del alga roja Gelidium corneum.
Los resultados de esta investigación, publicados en la revista Food Hydrocolloids, no solo aportan un enfoque novedoso para valorizar residuos agrícolas y marinos, sino que también mejoran las propiedades mecánicas y la resistencia a la humedad de los envases producidos.
El estudio introduce un método innovador al utilizar harinas de grano entero pigmentadas junto con biomasa marina sin refinar. Estas harinas son ricas en almidón, lo que permite interacciones favorables con la celulosa presente en las algas, determinando así la estructura interna de los bioplásticos. Además, contienen compuestos naturales como polifenoles bioactivos que influyen en el color y la protección contra la luz ultravioleta (UV) de los films.
La combinación se lleva a cabo mediante una técnica conocida como melt-compounding, que implica aplicar calor y energía mecánica para lograr una mezcla homogénea a nivel molecular entre el almidón y la celulosa. Posteriormente, se utiliza moldeo por compresión para dar forma final a los envases.
El equipo investigador elaboró ocho formulaciones diferentes utilizando esta técnica, manteniendo una proporción del 40% de harina de cereal y 60% de residuo marino. Los análisis comparativos mostraron que la inclusión de biomasa marina genera una estructura interna más heterogénea, alterando las propiedades ópticas del material: se reduce su luminosidad y blancura mientras aumentan las tonalidades amarillas y verdosas debido a las interacciones entre los pigmentos naturales.
Además, el uso del residuo marino incrementa tanto la resistencia mecánica como la rigidez del material, modificando propiedades relacionadas con el agua como la permeabilidad al vapor y la absorción. Durante el almacenamiento, estos efectos se intensifican gracias a un proceso físico-químico conocido como retrogradación del almidón.
Este trabajo es pionero en emplear harinas pigmentadas junto con biomasa marina sin refinar de manera complementaria. Según explica Amparo López, investigadora principal del IATA, “este enfoque aprovecha las interacciones naturales entre pigmentos, polisacáridos y proteínas para ajustar la funcionalidad sin recurrir a modificaciones químicas”. Esta estrategia no solo utiliza residuos marinos infravalorados como refuerzos sostenibles sino que también mejora significativamente las propiedades del material.
María José Fabra, coautora del estudio, añade que esta metodología promueve una bioeconomía circular e introduce un nuevo paradigma en el diseño de films biopoliméricos funcionales basados en materias primas alternativas. “Las distintas composiciones afectan varias propiedades relevantes para su aplicación en el envasado alimentario”, concluye.
El estudio demuestra que las mejoras observadas no son solo resultado de un refuerzo físico; también hay una compatibilidad molecular entre los componentes utilizados. La interacción del residuo marino influye notablemente en la organización molecular del material basado en almidón, favoreciendo redes cohesivas.
Las investigadoras destacan que estas interacciones sinérgicas explican el aumento en rigidez y resistencia a la tracción, así como cambios significativos en otras propiedades físicas. “Nuestros hallazgos evidencian una vía química sinérgica para valorizar residuos agrícolas y marinos en materiales biodegradables”, concluyen.