Los materiales de embalaje de base biológica son alternativas prometedoras a los plásticos a base de petróleo
Los materiales de base biológica son alternativas prometedoras para reducir el uso de plásticos derivados del petróleo para el envasado. El empaque a base de papel se usan ampliamente en diversos alimentos, como refrigerios, alimentos en polvo, bebidas y alimentos congelados. Los materiales de embalaje a base de papel tienen varias ventajas, como la facilidad de reciclaje, la degradabilidad después del uso y buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, el papel tiene malas barreras contra el gas y el vapor de agua debido a su estructura porosa e hidrófila y a su falta de termosellabilidad.
Por lo tanto, el papel suele recubrirse y laminarse con varios plásticos, como PE y PP, para mejorar sus propiedades. Desafortunadamente, los papeles plastificados y laminados pierden sus ventajas como material sostenible debido a las dificultades para separar el plástico del papel y su no biodegradabilidad.
Papel Estucado
Se ha llevado a cabo una amplia investigación sobre papel estucado preparado con materiales renovables y de base biológica, como zeína, proteínas, almidón, nanocelulosa y alcohol polivinílico, en lugar de plásticos. El estucado es un proceso en el que se puede obtener papel no poroso cubriendo la estructura porosa y la superficie de la fibra de celulosa, mejorando sus propiedades de barrera al gas y al vapor de agua.
¿Qué es el caseinato de sodio (CasNa)?
El caseinato de sodio (CasNa) es un polímero natural soluble en agua que se origina a partir de la precipitación ácida y la neutralización de la caseína de la producción de leche y queso. CasNa tiene capacidades relativamente buenas de formación y recubrimiento de películas, lo que lo convierte en un candidato atractivo para preparar películas comestibles y biodegradables.
Además, las películas basadas en CasNa exhiben buenas propiedades de barrera de oxígeno y aroma debido a interacciones intermoleculares, como los enlaces de hidrógeno, que aumentan la cohesión intermolecular para formar películas. Sin embargo, estas interacciones químicas y físicas hacen que las películas de CasNa se contraigan durante el proceso de secado a altas temperaturas y se vuelvan quebradizas. Esta estructura hidrofílica afecta negativamente las propiedades físicas de esta película, lo que la convierte en una mala barrera contra el agua que restringe sus diversas aplicaciones en el envasado de alimentos
¿Cuál es el Efecto plastificante de polioles?
Para resolver este problema, varios investigadores han informado sobre el efecto plastificante utilizando polioles. Los plastificantes interrumpen las interacciones intermoleculares de las cadenas de proteínas e inducen los enlaces de hidrógeno entre las cadenas de proteínas y el plastificante, lo que mejora la trabajabilidad, la flexibilidad y la fragilidad de CasNa.
Un estudio del Departamento de Procesamiento y Distribución de Alimentos de la Universidad Nacional de Corea, tuvo como objetivo preparar papeles recubiertos con CasNa/GY y CasNa/SO utilizando el método de mezcla en solución. Además, se evaluaron y compararon sus estructuras químicas y morfológicas en función del contenido de plastificante para determinar su idoneidad para diversas aplicaciones de envasado.
Pruebas de embalaje de base biológica
Se prepararon soluciones de recubrimiento de CasNa, CasNa/GY y CasNa/SO prístinos con diferentes concentraciones de plastificante mezclando la solución y cubriendo la superficie del papel base. Se evaluaron la estructura morfológica y química, la resistencia al estallido, la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura, la permeabilidad al aire, las propiedades superficiales y la estabilidad térmica de los papeles prístinos recubiertos con CasNa, CasNa/GY y CasNa/SO.
En comparación con el papel base y el papel recubierto de CasNa prístino, las propiedades de barrera de aire de CasNa/GY y CasNa/SO mejoraron significativamente a medida que aumentaban los contenidos de GY y SO. Los papeles recubiertos con CasNa/GY exhibieron mayor flexibilidad y barreras de aire que CasNa/SO, aunque los papeles recubiertos con CasNa/SO mostraron temperaturas de descomposición más bajas que todos los demás papeles probados. Además, el aumento tanto en el contenido de plastificante en la solución de CasNa condujo a un aumento en la superficie polar más que en la energía superficial dispersiva.
La ligera diferencia entre los papeles recubiertos con CasNa/GY y CasNa/ SO podría estar relacionada con cambios en las estructuras químicas y morfológicas que se originan de los diferentes pesos moleculares y estados de los plastificantes.
Los papeles recubiertos con CasNa/GY pueden ser una buena alternativa como embalaje de base biológica en los sectores alimentario, médico y electrónico, lo que promovería la sostenibilidad.
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