Materiales porosos que contienen nanopartículas de metales fueron diseñados por investigadores argentino de la Universidad Nacional del Litoral (UNL). Ahora, estudian la posibilidad de utilizarlos en películas plásticas para el envasado de alimentos.
Ya lo sabían los reyes que en la Antigüedad bebían en copa de plata y en tiempos en que se agregaba una moneda de plata donde se hervía la leche; este noble metal tiene propiedades antimicrobianas. Es por esto que investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) desarrollaron un material con nanopartículas de plata y cobre capaz de inhibir el crecimiento de hongos en alimentos.
“Uno de los problemas que se presentan en la industria es el desarrollo de mohos y levaduras en alimentos envasados. Esto afecta la calidad del producto y más allá de que no sea tóxico, se vuelve desagradable para el consumidor”, explicó Carolina Chiericatti, docente e investigadora de la cátedra de Microbiología en la Facultad de Ingeniería Química (FIQ).
Los materiales diseñados y probados por el equipo de investigadores demostraron efectividad antifúngica. Los ensayos se hicieron sobre cepas aisladas de productos lácteos alterados, bebidas y concentrado de jugo de naranja.
Con Metales
El primer desafío que enfrentaron los investigadores tuvo que ver con los materiales en los cuales se pueda colocar plata y el cobre. Por una parte, utilizaron zeolitas que son materiales inorgánicos porosos capaces de alojar en sus cavidades nanopartículas de metal. Allí se encapsularon iones de plata, que si bien es un metal costoso se utiliza en cantidades mínimas. “La intención es que a partir de esa matriz porosa se vayan dosificando paulatinamente iones al medio para inhibir el desarrollo de los microorganismos”, destacó Juan Manuel Zamaro, investigador de INCAPE y la Cátedra de Fisicoquímica de la FIQ.
Al soportar las partículas, según explicó Zamaro, es necesario tener en cuenta la estabilidad mecánica y fisicoquímica de las partículas y del material de soporte, así como también la habilidad para suministrar esas partículas al medio y combatir los hongos. Estas fueron algunas de las variables que se estudiaron en el laboratorio para optimizar el material.
También se hicieron ensayos con cobre pero contenido en un material diferente y novedoso para estos fines. Se trata de redes metal-orgánicas que también son porosas pero combinan su naturaleza orgánica e inorgánica.
Contra los Hongos
Para probar la acción inhibitoria de los materiales, los investigadores diseñaron ensayos utilizando hongos que contaminan alimentos en condiciones de baja tensión de oxígeno. Esto está orientado a alimentos que luego de ser envasados puedan sufrir una contaminación fúngica debido condiciones inadecuadas, ya sea durante su procesamiento o en el mismo envasado.
“La contaminación fúngica es un gran problema para las industrias de los alimentos, que está latente a lo largo de la cadena de procesamiento de los alimentos y si las condiciones de sanitización no son las adecuadas, se pueden obtener productos contaminados. Esto lleva a pérdidas de las características organolépticas, la reducción del valor nutritivo, la putrefacción e incluso pueden presentar un riesgo potencial o real para la salud del consumidor como consecuencia de la producción de micotoxinas, y por otro lado lleva a grandes pérdidas económicas para la empresa”, detalló Chiericatti.
Se evaluó la capacidad antifúngica incorporando las cepas en un medio de cultivo en tubos simulando baja tensión de oxígeno, en los dos tipos de materiales microporosos; uno con plata y el otro con cobre. “Lo que se pretende es obtener con la plata encapsulada al menos la misma actividad que con el metal en solución. La sorpresa fue que no sólo se tuvo una actividad igual, sino que en algunos casos fue mejor”, contó Zamaro.
Se demostró que ambos materiales microporosos fueron efectivos como antifúngicos, siendo las levaduras más sensibles que los mohos a la zeolita con plata. La especie más sensible fue Saccharomyces cerevisiae mientras que el moho más resistente fue Geotrichum candidum. “Esto se puede deber a la diferencia de la pared celular de las levaduras (unicelulares) y los hongos filamentosos (pluricelular)”, explicó Chiericatti.
En tanto, el material de cobre ejerció una fuerte actividad inhibitoria frente al crecimiento de Saccharomyces cerevisiae y Geotrichum candidum. “Lo que pasó en este último caso, fue que hubo una disolución progresiva de la estructura del material en el medio de cultivo que permitió una dosificación paulatina de cobre”, explicó Zamaro.
Estos resultados encontrados empleando ambos tipo de materiales, fueron publicados en revistas internacionales de alto impacto en el área.
Para Envasar Alimentos
“El material diseñado en el laboratorio fue sintetizado en forma de cristales, pero actualmente hemos comenzando a investigar su conformación en forma de película o film que pueda emplearse en envases de alimentos”, adelantó Zamaro.
Con esa idea, los investigadores ensayaron la eficiencia de los materiales en condiciones de baja tensión de oxígeno, lo que se asemeja al modo en el que se conservan los alimentos envasados. “La proyección después de desarrollar una forma de película es probarlo en un alimento real, no sólo en un medio de cultivo sintético”, destacó Zamaro.