Investigadores de la Universidad de Córdoba (España) y de la Universidad de la Amistad de los Pueblos de Rusia (RUDN) han sintetizado películas biodegradables con la adición de aceites esenciales de las hojas de laurel.
También modificaron la producción de material de embalaje a base de carboximetilcelulosa y constataron que si se agregaban extractos de concentración diferente, las películas adquieren nuevas propiedades o se mejoran las existentes: solubilidad, acción bactericida, fineza, etc.
Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Materials y atribuyen nuevas aplicaciones a este arbusto mediterráneo, cuyas hojas son utilizadas tanto como remedios de cocina como planta medicinal.
Alternativa a los plásticos
Los productos necesitan un embalaje que los proteja del medio ambiente. Normalmente los plásticos juegan este papel, pero tienen un impacto importante en el medioambiente.
Por lo tanto, los investigadores están buscando una alternativa biodegradable para combatir el impacto ambiental provocado por los residuos de plástico.
Los nuevos materiales han de proteger los productos de la radiación ultravioleta, impedir penetración de la humedad, neutralizar el aumento de los microorganismos patógenos y ser resistentes al impacto mecánico.
Los aceites de laurel son conocidos por su concentración alta en polifenoles que tienen propiedades antioxidantes y antimicrobianas. Por lo tanto, pueden ayudar a mejorar las propiedades de embalaje.
Películas biodegradables
El profesor de la Universidad de Córdoba, Rafael Luque y sus colegas, obtuvieron películas biodegradables mediante “moldeado en el disolvente” con el uso de carboximetilcelulosa.
En el proceso de la síntesis se agregaban aceites esenciales de laurel. Las sustancias fueron extraídas mediante el método de Soxhlet con el uso de etanol o metanol como disolvente orgánico. Como resultado, los químicos obtuvieron películas con las concentraciones de extractos desde el 1% hasta el 30%, luego evaluaron sus propiedades.
Se examinó la presencia de agua, solubilidad, elasticidad y ruptura de las películas obtenidas.
Las esencias extraídas utilizando etanol presentaron la capacidad antioxidante más alta y un alto contenido de fenoles en comparación con las esencias extraídas por metanol (74,73 ± 4,71% contra 62,13 ± 0,71% y 83.41 ± 4.19 contra 48.34 ± 3.51 respectivamente).
El material que se obtuvo con el 30% de esencias extraídas por metanol resultó generar las películas más finas. Las cantidades de humedad más pequeñas tenían las películas obtenidas con la adición del 20% de extracto de etanol de la hoja de laurel.
Todas ellas mostraron una solubilidad semejante, pero el más soluble fue el material con la adición del 30% de extracto de etanol. El mejor valor de permeabilidad se obtuvo para la película con el 10% de extracto de metanol.
También modificaron la producción de material de embalaje a base de carboximetilcelulosa y constataron que si se agregaban extractos de concentración diferente, las películas adquieren nuevas propiedades o se mejoran las existentes: solubilidad, acción bactericida, fineza, etc.
Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Materials y atribuyen nuevas aplicaciones a este arbusto mediterráneo, cuyas hojas son utilizadas tanto como remedios de cocina como planta medicinal.
Alternativa a los plásticos
Los productos necesitan un embalaje que los proteja del medio ambiente. Normalmente los plásticos juegan este papel, pero tienen un impacto importante en el medioambiente.
Por lo tanto, los investigadores están buscando una alternativa biodegradable para combatir el impacto ambiental provocado por los residuos de plástico.
Los nuevos materiales han de proteger los productos de la radiación ultravioleta, impedir penetración de la humedad, neutralizar el aumento de los microorganismos patógenos y ser resistentes al impacto mecánico.
Los aceites de laurel son conocidos por su concentración alta en polifenoles que tienen propiedades antioxidantes y antimicrobianas. Por lo tanto, pueden ayudar a mejorar las propiedades de embalaje.
Películas biodegradables
El profesor de la Universidad de Córdoba, Rafael Luque y sus colegas, obtuvieron películas biodegradables mediante “moldeado en el disolvente” con el uso de carboximetilcelulosa.
En el proceso de la síntesis se agregaban aceites esenciales de laurel. Las sustancias fueron extraídas mediante el método de Soxhlet con el uso de etanol o metanol como disolvente orgánico. Como resultado, los químicos obtuvieron películas con las concentraciones de extractos desde el 1% hasta el 30%, luego evaluaron sus propiedades.
Se examinó la presencia de agua, solubilidad, elasticidad y ruptura de las películas obtenidas.
Las esencias extraídas utilizando etanol presentaron la capacidad antioxidante más alta y un alto contenido de fenoles en comparación con las esencias extraídas por metanol (74,73 ± 4,71% contra 62,13 ± 0,71% y 83.41 ± 4.19 contra 48.34 ± 3.51 respectivamente).
El material que se obtuvo con el 30% de esencias extraídas por metanol resultó generar las películas más finas. Las cantidades de humedad más pequeñas tenían las películas obtenidas con la adición del 20% de extracto de etanol de la hoja de laurel.
Todas ellas mostraron una solubilidad semejante, pero el más soluble fue el material con la adición del 30% de extracto de etanol. El mejor valor de permeabilidad se obtuvo para la película con el 10% de extracto de metanol.
Mejores resultados
Los mejores resultados de pruebas de elasticidad y ruptura se obtuvieron para las películas que contenían extractos del 1%. Los materiales que contenían el 1% de aceites esenciales resultaron ser los más transparentes, la mejor capacidad de absorber ultravioleta tenían los materiales con el 30% de aceites esenciales.
La mejor actividad antioxidante se observó en las películas con la adición del 30% de extracto de etanol, pero el total de compuestos fenoles que tenían las películas con la adición de extractos de metanol y etanol del 30% resultó ser equiparable.
Los experimentos demostraron que cuánto más alta es la concentración de aceites esenciales de la hoja de laurel, más gruesa es la película y es más soluble en agua.
Las películas con la adición de extracto de etanol del 15% y de extracto de metanol del 30% son dos veces menos permeables que una película regular de carboximetilcelulosa.
El material que obtuvieron con la adición de extracto del 15% mostró las propiedades germicidas y una buena capacidad de absorber la radiación ultravioleta.
Sin embargo, para el uso eficiente de estas películas en la industria, es necesario agregar un plastificador, que mejorará sus propiedades mecánicas.
Optimización futura
En los siguientes trabajos, será optimizado el proceso de extracción de aceites esenciales de la hoja de laurel para las películas biodegradables.
Las propiedades ópticas de las películas se examinaron por espectrofotometría y la capacidad antioxidante del material se evaluó por su posibilidad de recuperar ABTS (ácido 2,2'-azinо-bis (3-etilbenzonatiazalín-6-sulfónico)). Las propiedades antimicrobianas de las películas se evaluaron mediante la incubación de Escherichia coli y Candida glabrata en la presencia de los fragmentos examinados.
Para la determinación del contenido inicial de los extractos, los científicos utilizaron cromatografía de gases, un total de sustancias fenólicas se determinó por el método de Folin-Ciocalteu. Las propiedades antioxidantes se evaluaron mediante aceites esenciales y sustancias elegidas para la comparación (eucaliptol, linalool y eugenol).
“El metanol en principio no se queda en la película, que posee una alta pureza en aceite esencial. La capacidad bactericida de los extractos se ha comprobado en los extractos separados de las bacterias, siendo la película con adición de extracto del 30% la que mejor inhibe el crecimiento bacteriano”, señalan los investigadores.
Los mejores resultados de pruebas de elasticidad y ruptura se obtuvieron para las películas que contenían extractos del 1%. Los materiales que contenían el 1% de aceites esenciales resultaron ser los más transparentes, la mejor capacidad de absorber ultravioleta tenían los materiales con el 30% de aceites esenciales.
La mejor actividad antioxidante se observó en las películas con la adición del 30% de extracto de etanol, pero el total de compuestos fenoles que tenían las películas con la adición de extractos de metanol y etanol del 30% resultó ser equiparable.
Los experimentos demostraron que cuánto más alta es la concentración de aceites esenciales de la hoja de laurel, más gruesa es la película y es más soluble en agua.
Las películas con la adición de extracto de etanol del 15% y de extracto de metanol del 30% son dos veces menos permeables que una película regular de carboximetilcelulosa.
El material que obtuvieron con la adición de extracto del 15% mostró las propiedades germicidas y una buena capacidad de absorber la radiación ultravioleta.
Sin embargo, para el uso eficiente de estas películas en la industria, es necesario agregar un plastificador, que mejorará sus propiedades mecánicas.
Optimización futura
En los siguientes trabajos, será optimizado el proceso de extracción de aceites esenciales de la hoja de laurel para las películas biodegradables.
Las propiedades ópticas de las películas se examinaron por espectrofotometría y la capacidad antioxidante del material se evaluó por su posibilidad de recuperar ABTS (ácido 2,2'-azinо-bis (3-etilbenzonatiazalín-6-sulfónico)). Las propiedades antimicrobianas de las películas se evaluaron mediante la incubación de Escherichia coli y Candida glabrata en la presencia de los fragmentos examinados.
Para la determinación del contenido inicial de los extractos, los científicos utilizaron cromatografía de gases, un total de sustancias fenólicas se determinó por el método de Folin-Ciocalteu. Las propiedades antioxidantes se evaluaron mediante aceites esenciales y sustancias elegidas para la comparación (eucaliptol, linalool y eugenol).
“El metanol en principio no se queda en la película, que posee una alta pureza en aceite esencial. La capacidad bactericida de los extractos se ha comprobado en los extractos separados de las bacterias, siendo la película con adición de extracto del 30% la que mejor inhibe el crecimiento bacteriano”, señalan los investigadores.
Referencia
Effect of Bay Leaves Essential Oil Concentration on the Properties of Biodegradable Carboxymethyl Cellulose-Based Edible Films. Esther Rincón et al. Materials 2019, 12(15), 2356. DOI:10.3390/ma12152356
Effect of Bay Leaves Essential Oil Concentration on the Properties of Biodegradable Carboxymethyl Cellulose-Based Edible Films. Esther Rincón et al. Materials 2019, 12(15), 2356. DOI:10.3390/ma12152356