Envoltorio biodegradable y antimicrobiano conserva los alimentos y reduce los desperdicios
Vegetales deteriorados: caldo de cultivo para enfermedades/Pixabay
El desperdicio de alimentos es una desdicha. Sobre todo cuando hay millones de personas con hambre y cada vez más limitaciones para producirlos. Un equipo de investigadores diseñó un envoltorio ideal para conservar los alimentos y que dista mucho de los que se expenden en los supermercados. Mantiene y protege los vegetales y frutas. Controla la humedad de los productos.
La propuesta nada tiene que ver con las películas y recubrimientos actuales que abordan el problema de la pudrición o deterioro de los alimentos con muchas limitaciones. El índice de desperdicios de alimentos 2021 expone una cifra aterradora. En 2019, hubo 931 millones de toneladas de alimentos terminaron en los vertederos. Dramático. El 17% de la producción mundial de alimentos fue a parar a la basura.
El estudio liderado por la ONU indica que el 61% del desperdicio de alimentos proviene de los hogares. La manzana que se dejó para más tarde o el plátano olvidado en un rincón de la cocina. Luego, un 26% pertenece al rubro de servicio de alimentos —restaurantes, hoteles o establecimientos educacionales— y , finalmente, un 13% proviene del comercio, como supermercados o pequeños almacenes. Otro tanto se pierde en los centros de producción.
Mientras los costos de los alimentos siguen aumentando y se avizora una crisis por la guerra en Ucrania, entre el 30 y el 40% del suministro de alimentos de Estados Unidos termina en los vertederos, principalmente debido a la descomposición, a la pérdida de sus propiedades organolépticas. Además, la Organización Mundial de la Salud estima que las enfermedades transmitidas por los alimentos por contaminación microbiana causan unas 420.000 muertes al año en el mundo.
Del campo de batalla al envoltorio de alimentos
Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y la Universidad de Harvard T.H. Chan School of Public Health desarrolló un sistema de envoltorio biodegradable y antimicrobiano para conservar los alimentos. La finalidad de reducir los desperdicios de alimentos y las enfermedades.
«Uno de los mayores desafíos en el suministro de alimentos es la distribución y la conservación de los alimentos», dijo Kit Parker, profesor de bioingeniería y física aplicada y autor principal del artículo publicado en Nature. “Aprovechamos los avances en la ciencia de los materiales y el procesamiento de materiales para aumentar en un modelo sostenible la longevidad y la frescura de los alimentos .
El nuevo envoltorio para conservar los alimentos tiene su origen en la medicina del frente de guerra. Por más de una década, Parker y su grupo de Biofísica de Enfermedades ha venido desarrollando fibras antimicrobianas para apósitos que se utilizan en las heridas. Su plataforma de fabricación de fibra, conocida como Rotary Jet-Spinning, fue diseñada específicamente con este propósito.
La Rotary Jet-Spinning funciona como una máquina de algodón de azúcar. Una solución de polímero líquido se expulsa a través de una pequeña abertura mediante la fuerza centrífuga. A medida que el dispositivo gira y a medida que la solución sale del depósito, el solvente se evapora y los polímeros se solidifican en fibras con diámetros controlados que van desde la microescala hasta la nanoescala.
Proteger alimentos y evitar enfermedades
La idea de traducir la investigación del vendaje de heridas al envasado de alimentos nació de una colaboración con Philip Demokritou, ex codirector del Centro de Nanotecnología y Nanotoxicología, una iniciativa entre Harvard y la Universidad Tecnológica Nanyang de Singapur.
“Los apósitos para heridas tienen el mismo propósito que un envoltorio de alimentos. Mantener los tejidos protegidos contra bacterias y hongos y controlar la humedad», dijo Huibin Chang, becario postdoctoral en SEAS y primer autor del estudio.
Para hacer que las fibras sean seguras para los alimentos, el equipo recurrió a un polímero conocido como pululano o pullulan. Un polisacárido comestible, insípido y natural que se usa comúnmente en refrescantes de aliento y mentas, reseñó The Harvard Gazette.
Los investigadores disolvieron el polímero de pululano en agua y lo mezclaron con una variedad de agentes antimicrobianos de origen natural, incluidos el aceite de tomillo, la nisina y el ácido cítrico. Luego, la solución se centrifuga y las fibras se depositan directamente sobre un alimento. Los investigadores demostraron la técnica envolviendo un aguacate con fibras de pululano. El resultado se asemeja a una fruta envuelta en telaraña.
El equipo de investigación comparó su envoltura RJS con papel de aluminio estándar. Encontró una reducción sustancial de la contaminación por microorganismos, incluidos E.coli, L. innocua (que causa listeria) y A. fumigatus (que puede causar enfermedades en personas inmunocomprometidas) .
“La alta relación superficie-volumen del recubrimiento hace que sea mucho más fácil matar bacterias peligrosas. Más bacterias entran en contacto con los agentes antimicrobianos que en los envases tradicionales”, dijo John Zimmerman, becario postdoctoral en SEAS y coautor del estudio.
Preservación de frutas y vegetales
El equipo también demostró que su envoltura de fibra aumentó la vida útil del aguacate, una fruta notoriamente delicada que puede pasar de madura a podrida en pocas horas. Después de siete días en una mesa de laboratorio, el 90% de los aguacates sin envolver estaban podridos. Mientras que solo el 50% de los aguacates envueltos en fibras de pululano antimicrobianas se pudrieron.
El envoltorio es soluble en agua y biodegradable, no deja residuos en la superficie del aguacate. Este sistema de envoltorio de alimentos antimicrobiano y biodegradable no es la primera incursión del Grupo de Biofísica de Enfermedades.
El grupo de Parker ha utilizado su sistema RJS para cultivar células animales en andamios de gelatina comestible que imitan la textura y la consistencia de la carne. Esa tecnología fue autorizada por Tender Food, una empresa con sede en Boston que tiene como objetivo combatir el enorme impacto ambiental de la industria cárnica. Mediante el desarrollo de una nueva generación de productos cárnicos alternativos a base de plantas, que tienen la misma textura, sabor y consistencia que la carne real.
Las últimas innovaciones del laboratorio en el envasado de alimentos también pueden entrar pronto en el desarrollo comercial. La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha protegido la propiedad intelectual relacionada con este proyecto. Y ahora explora oportunidades de comercialización con el laboratorio de Parker.
“Uno de los objetivos a largo plazo de mi grupo de investigación es reducir la huella ambiental de los alimentos. Lo hemos hecho al crear alimentos más sostenibles que vamos a envasar de una manera sostenible y reducir el desperdicio de alimentos», dijo Parker.
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Citations & References:
Novel food wrap offers shelf preservation. News.harvard.edu
High-throughput coating with biodegradable antimicrobial pullulan fibres extends shelf life and reduces weight loss in an avocado model. Nature.com
Las impactantes cifras que deja el desperdicio de comida en el mundo (y cuáles son sus efectos). Bbc.com
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