Desarrollo de papeles biocativos por injerto de moléculas específicas en celulosa

Abstract

En la presente tesis se presenta el desarrollo de papeles bioactivos con potencial aplicación en el envasado activo de alimentos. Para tal fin, se propuso el injerto de eugenol, un compuesto de origen natural con propiedades antimicrobiana, antioxidante y repelente de insectos, en celulosa, utilizando ácido policarboxílico como agente ligante. Con el objetivo de evaluar la escalabilidad del proceso propuesto, se estudiaron distintas tecnologías de curado, tales como calentamiento por convección, infrarrojo, microondas y conducción. En todos los casos, se analizaron la influencia de las variables operativas sobre el avance de la reacción y propiedades finales del papel preparado, utilizando un diseño de experimentos Doehlert para elegir las experiencias a realizar, y analizando los resultados mediante metodología de superficie de respuesta y análisis estadístico ANOVA. Se pudo comprobar que la reacción de injerto de eugenol en papel comercial se produjo con éxito en todas las tecnologías estudiadas. Asimismo, se encontraron las condiciones óptimas de reacción para cada una de las tecnologías, para lo cual se buscó un compromiso entre el avance de la reacción y las propiedades finales del material (mecánicas y color). A partir de estas condiciones, se prepararon papeles y se realizó una caracterización más específica para su aplicación como envase de alimentos comparando los papeles modificados con el papel virgen. Se analizaron las propiedades mecánicas por ensayo de tracción, rasgado y punzonado y se midió la absorción de agua y la capacidad de degradación. Por otro lado, las propiedades bioactivas analizadas fueron la actividad antioxidante, antimicrobiana, repelente e insecticida de gorgojos (T. castaneum y R. dominica). Una vez probado que el papel modificado presenta buenas características físicas y bioactivas para su posible aplicación en el envasado de alimentos, se realizaron prototipos de envasado para harina, como alimento representativo de alimentos derivados de cereales, susceptibles al ataque de plagas. En este estudio se analizó la migración de reactivos, propiedades organolépticas y conservación del alimento, arrojando resultados promisorios para la industria de envases de alimentos. Finalmente, se realizó una comparación de las tecnologías de curado ensayadas, analizando diferentes aspectos como avance de reacción, propiedades finales, apariencia, tiempo de reacción, consumo de energía, entre otros, como así también disponibilidad y uso de estas tecnologías a escala industrial, seleccionando la tecnología de conducción como la más adecuada para una propuesta de escalado industrial.