Investigadoras del CSIC desarrollan envases biodegradables a partir de harinas y algas

A diferencia de métodos tradicionales que emplean materias primas purificadas, la integración simultánea de harinas pigmentadas de grano entero y biomasa marina sin refinar permite ajustar de manera precisa la funcionalidad de los nuevos films biodegradables, modificando tanto su estructura como su respuesta ante la humedad y la luz ultravioleta, según difundió el medio Food Hydrocolloids. El desarrollo, liderado por el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IATA-CSIC), se ha centrado en el diseño de nuevos materiales de envasado pensados para descomponerse en el entorno natural.

El enfoque científico consiste en la combinación de harinas provenientes de maíz y sorgo con residuos del alga roja Gelidium corneum mediante una tecnología conocida como melt-compounding. De acuerdo con la publicación en Food Hydrocolloids, el proceso utiliza calor y energía mecánica para que el almidón de las harinas y la celulosa de las algas se unan a nivel molecular, logrando una mezcla homogénea que más tarde se moldea con calor y presión hasta adquirir su forma definitiva.

El artículo científico señala que el equipo del IATA-CSIC obtuvo ocho formulaciones distintas aplicando una proporción de 40% harina de cereal y 60% de residuo de alga. Al comparar estos nuevos materiales con otros similares pero carentes de biomasa marina, las investigadoras observaron una estructura interna más heterogénea y propiedades ópticas alteradas: se apreció un descenso en la luminosidad y blancura junto con un acento en tonos amarillos y verdes, originados por la interacción entre los pigmentos de ambos componentes.

Food Hydrocolloids detalla que la integración del residuo marino aportó una mayor resistencia mecánica y rigidez a la película final, así como cambios notables en las propiedades relacionadas con el agua. Entre estos se destacan la reducción de la absorción, mayor impermeabilidad al vapor y variación en la polaridad superficial, fenómenos que dependen en parte de la composición polifenólica presente en las materias primas empleadas. A lo largo del almacenamiento de estos envases, la firmeza aumenta, efecto ligado a la reorganización de las moléculas de almidón en un proceso conocido como retrogradación.

Según el equipo del IATA-CSIC, esta es la primera vez que se logra una combinación directa de harinas pigmentadas de grano entero con biomasa marina sin un refinado previo y sin la aplicación de tratamientos químicos extra. En palabras de Amparo López, responsable del estudio y citada por Food Hydrocolloids, "este enfoque aprovecha las interacciones naturales entre pigmentos, polisacáridos y proteínas para ajustar la funcionalidad de los films sin recurrir a modificaciones químicas, y utiliza residuos marinos infravalorados como refuerzos sostenibles y de bajo coste que mejoran la resistencia del material, modulan la sensibilidad al agua y proporcionan propiedades de protección frente a la luz ultravioleta".

María José Fabra, coautora de la investigación, también subrayó que esta estrategia impulsa una bioeconomía circular y abre nuevas posibilidades en la formulación de materiales poliméricos funcionales, ya que parte de la utilización de materias primas alternativas y residuos marinos poco procesados, con importantes aportes en pigmentos naturales. El equipo señala además que la composición específica de cada harina y la presencia de biomasa marina determinan la mayoría de las características finales del material, tanto en el momento de su elaboración como después del almacenamiento, introduciendo variabilidad que puede aprovecharse según las necesidades de la industria de envasado de alimentos.

El estudio, divulgado por Food Hydrocolloids, observa que la mejora lograda en las propiedades funcionales de los materiales no solo proviene del refuerzo físico que aportan las algas, sino de un ajuste molecular entre el almidón de los cereales, la celulosa de la biomasa marina y los compuestos fenólicos originales de las harinas utilizadas. Esta compatibilidad a nivel molecular propicia la formación de redes cohesivas, que se traducen en mayor rigidez, una resistencia superior al estiramiento, menor posibilidad de elongación y alteración de la polaridad superficial de los films.

El equipo de investigadoras concluye en Food Hydrocolloids que la combinación sinérgica de residuos de origen agrícola y marino resulta en materiales de envasado biodegradables que exhiben mejor desempeño y sostenibilidad, alineándose con las premisas de la bioeconomía circular. La investigación representa una forma de valorización para subproductos poco aprovechados, al integrarlos como componentes funcionales en materiales que pueden sustituir a los plásticos convencionales en aplicaciones de envasado alimentario, al tiempo que contribuyen a la reducción de residuos orgánicos en el medioambiente.