Desarrollan películas biodegradables con semillas de tamarindo

El plástico posee múltiples cualidades que lo convierten en un material predilecto para almacenar, transportar y envasar cualquier tipo de producto. No obstante, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO por sus siglas en inglés), más del 70% de este material usado no se recicla, ocasionando que 5 billones de fragmentos terminen contaminando ríos y océanos.

Con el propósito de atenuar el impacto medioambiental de estas acciones, las doctoras Elsa Gutiérrez Cortez y María de la Luz Zambrano, académicas de la Facultad y responsables del «Laboratorio de Procesos de Transformación y Tecnologías Emergentes», de la Unidad de Investigación Multisiciplinaria (UIM). Han realizado estudios a partir de la línea “Procesos de separación de hidrocoloides, mucílagos, almidones y polisacáridos en el área de alimentos”, a fin de desarrollar, entre otras innovaciones, envases biodegradables.

En el proyecto también colaboran el doctor Alfredo Maciel Cerda, del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM), y la maestra Alicia del Real López, del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA).

El tamarindo y el xiloglucano 

En últimas fechas ha cobrado gran relevancia un polisacárido por su uso en la industria farmacéutica. Obtenido de las semillas del tamarindo, dátil y de otros productos que no encontramos en México, el xiloglucano posee un amplio potencial como agente espesante, estabilizante de espumas, de emulsiones, en la construcción y elaboración de pintura, películas, recubrimientos, así como en la fabricación de cosméticos y alimentos.

A partir de este contexto y tomando en cuenta que el tamarindo es un fruto altamente utilizado en la industria alimentaria, pero que su uso está limitado al contenido de su pulpa, la doctora Gutiérrez y su equipo decidieron trabajar con las semillas para la obtención de este polisacárido, aprovechando así un ingrediente considerado desecho.

 Según datos de la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural (SADER), en México (uno de los más grandes productores de esta fruta), por cada kilogramo de éste se obtienen un 34 % de semillas que son desechadas por considerarse un subproducto.

De este modo, los universitarios utilizan este polímero natural porque su combinación de propiedades, como celulosa, hemicelulosas y quitinas le otorga buen potencial para la elaboración de envases.

“El xiloglucano sólo lo hemos obtenido de la semilla de tamarindo porque lo producimos en nuestro país y, a diferencia del dátil, es abundante al ser un subproducto de la industria alimentaria. Basta con ir a las empresas y nos la regalan”, explicó la investigadora.

Por otra parte, explicó que el verdadero reto de trabajar con las semillas consiste en establecer las condiciones de separación del xiloglucano mediante operaciones mecánicas, para obtener el máximo rendimiento y eficiencia de separación.

Para tal efecto, primero descortican la semilla para eliminar la testa. Luego se muelen y se utilizan diferentes cribas y velocidades de molienda para obtener diversos tamaños de partículas, lo que influye directamente en la separación de los hidrocoloides (polímeros de cadenas largas que presentan la propiedad de formar dispersiones viscosas al mezclarse con agua). Luego, se centrifuga, precipita y finalmente se obtiene el xiloglucano.

Aplicaciones y beneficios 

Bajo esta línea de investigación, el xiloglucano se ha utilizado para aumentar la viscosidad en alimentos como el yogurt, en recubrimientos de frutos para inhibir su oxidación, en la formación de películas bucales, para proporcionar viscosidad a shampoos y pinturas, así como aditivo para alimentos. Recientemente lo han empleado en la fabricación de algunos tipos de envases que podrían reemplazar o disminuir exitosamente la utilización de contenedores plásticos.

“Esta inquietud surgió porque las estadísticas derivadas de la contaminación por plástico la convierten en un problema apremiante, la mitad de estos residuos se ha fabricado en los últimos 15 años. Además, su producción ha crecido de forma exponencial, de 2.3 a 448 millones de toneladas que, según algunas estimaciones, tardarán en descomponerse de 55 a 400 años”, afirmó la académica.

Desde esta perspectiva, el grupo de trabajo ha aprovechado las propiedades del xiloglucano para formar un tipo de películas, utilizando macropartículas y plastificantes (sorbitol, glicerol y propilenglicol), que han expuesto a diferentes formulaciones y concentraciones para asegurarse de obtener la textura, flexibilidad y dureza deseada.

“Estas películas son muy parecidas a las de uso bucal, se pueden hacer claras u opacas, dependiendo si deseamos hacer visible el contenido o no, coloridas y llamativas para los niños y adultos”, explicó la académica, lo que da pauta a la fabricación de empaques comestibles para dulces.

Además, a estas películas pueden adicionarles café, té, azúcar, sustituto de crema o saborizantes de agua. Tienen la capacidad de disolverse en líquido sin modificar su sabor o generar algún tipo de residuo. “Hemos hecho pruebas y los resultados son satisfactorios, pueden contener cualquier tipo de ingredientes, incluso aquéllas que contengan una concentración húmeda”, aseguró la académica.

Actualmente, las investigadoras y sus colaboradores trabajan en la construcción de equipos a escala para la formación de una planta piloto que incluya equipos de decorticado, molienda, centrifugado y extruido en frío, con la intención de incrementar la producción de películas y otros productos con los que trabajan, pues uno de los planes a futuro es elaborar vasos, platos y cubiertos para lograr disminuir el consumo de plásticos desechables.

Por tanto, la doctora Elsa Gutiérrez concluyó “los que tenemos a nuestro cargo la Ingeniería en Alimentos debemos responsabilizarnos en aprovechar de manera integral los subproductos de la materia prima que utilizamos, concientizando y formando profesionales responsables con el ambiente. En el laboratorio, nuestras puertas están abiertas a cualquier tipo de propuesta relacionada con envases biodegradables”.

María Dolores Elizondo Alvarado