Caracterització de pel·lícules biodegradables de quitosà i nanocel·lulosa obtinguda a partir de residus d’ametlla i avaluació de la seva eficàcia en la conservació de la mel

Abstract

[cat] La preocupació creixent per l’impacte ambiental dels envasos plàstics ha impulsat la recerca de materials sostenibles i biodegradables amb propietats funcionals que permetin allargar la vida útil dels aliments. En aquest treball, s’ha desenvolupat un material d’envasat a base de quitosà d’alt pes molecular i reforçat amb diferents concentracions de nanocel·lulosa (NC) obtinguda prèviament a partir de closques d’ametlla. L’objectiu principal ha estat analitzar com la incorporació de NC modifica les propietats de la pel·lícula, així com avaluar l’aplicabilitat d’una de les pel·lícules com a envàs per a la conservació de mel. Per aquest motiu, es van elaborar quatre formulacions de pel·lícules amb 0% (control), 2%, 4% i 6% de NC. Cada mostra es va caracteritzar a nivell de propietats mecàniques, de barrera i resistència al aigua, estructurals i de aspecte. La pel·lícula amb un 2% de NC va mostrar la millor combinació de propietats: va augmentar un 71% la força de trencament respecte al control, la permeabilitat a l’aigua no es va veure afectada negativament i una opacitat intermèdia. Per a això, es va seleccionar la pel·lícula amb un 2% de NC per a l’estudi de vida útil. Es va emprar la pel·lícula seleccionada com a tapa per a envasos de mel, i es va dur a terme un estudi de vida útil durant 90 dies sota condicions controlades (30 ºC i 75% d’humitat relativa). Es van comparar les mostres cobertes amb la pel·lícula amb altres protegides mitjançant un tap estàndard, avaluant-se paràmetres de qualitat com la humitat, l’acidesa i el contingut en polifenols. El resultats van evidenciar certes limitacions en l’ús de la pel·lícula, com un augment de la humitat superior al 20%. Pel que fa a l’acidesa, no es van detectar diferències entre ambdós sistemes de tancament. D’altra banda, el contingut de polifenols es va mantenir estable al llarg del període d’estudi. Es pot concloure que la pel·lícula a base de quitosà i 2% de NC, presenta bones propietats funcionals, però mostra limitacions en la seva eficàcia com a sistema de tancament per a la conservació de aliments higroscòpics.

[spa] La creciente preocupación por el impacto ambiental de los envases plásticos ha impulsado la investigación de materiales sostenibles y biodegradables con propiedades funcionales que permitan alargar la vida útil de los alimentos. En este trabajo, se ha desarrollado un material de envasado a base de quitosano de alto peso molecular y reforzado con diferentes concentraciones de nanocelulosa (NC) obtenida previamente a partir de cáscaras de almendra. El objetivo principal ha sido analizar cómo la incorporación de NC modifica las propiedades de la película, así como evaluar la aplicabilidad de una de ellas como envase para la conservación de miel. Con este propósito, se elaboraron cuatro formulaciones de películas con un 0% (control), 2%, 4% y 6% de NC. Cada muestra fue caracterizada determinando sus propiedades mecánicas, de barrera y resistencia al agua, estructurales y de aspecto. La película con un 2% de NC mostró la mejor combinación de propiedades: aumentó un 71% la fuerza de rotura respecto al control, la permeabilidad al agua no se vio afectada negativamente y una opacidad intermedia. Por todo esto, se seleccionó la película con un 2% de NC para el estudio de vida útil. Se utilizó la película seleccionada como tapa para envases de miel y se llevó a cabo un estudio de vida útil durante 90 días bajo condiciones controladas (30 ºC y 75% de humedad relativa). Se compararon las muestras cubiertas con la película con otras protegidas mediante un tapón estándar, evaluando parámetros de calidad como la humedad, la acidez y el contenido de polifenoles. Los resultados evidenciaron ciertas limitaciones en el uso de la película, como un incremento de la humedad superior al 20%. En cuanto a la acidez, no se detectaron diferencias entre ambos sistemas de cierre. Por otro lado, el contenido de polifenoles se mantuvo estable a lo largo del período de estudio. Se puede concluir que la película a base de quitosano y 2% de NC presenta buenas propiedades funcionales, pero muestra limitaciones en su eficacia como sistema de cierre para la conservación de alimentos higroscópicos.

[eng] The growing concern over the environmental impact of plastic packaging has driven research into sustainable and biodegradable materials with functional properties that help extend the shelf life of food products. In this work, a packaging material was developed based on high molecular weight chitosan reinforced with different concentrations of nanocellulose (NC), obtained from almond shells. The main objective was to analyse how the incorporation of NC modifies the properties of the film, as well as to evaluate the applicability of one of the films as a sealing layer for honey preservation. To this end, four film formulations were prepared with 0% (control), 2%, 4% and 6% NC. Each sample was characterized in terms of mechanical, barrier and water resistance, structural, and appearance properties. The film with 2% NC showed the best combination of properties: it increased the breaking strength by 71% compared to the control, water permeability was not negatively affected, and it had intermediate opacity. For all these reasons, the film with 2% NC was selected for the shelf-life study. The selected film was used as a lid for honey containers, and a shelf-live study was conducted over 90 days under controlled conditions (30 ºC and 75% relative humidity). Samples sealed with the film were compared to others closed with a standard commercial cap, evaluating quality parameters such as moisture, acidity and polyphenol content. The results revealed certain limitations in the use of the film, such as a moisture increase exceeding 20%. Regarding acidity, no significant differences were observed between the two sealing systems. On the other hand, the polyphenol content remained stable throughout the storage period. It can be concluded that the chitosan-based film with 2% NC shows good functional properties but has limitations in its effectiveness as a sealing system for hygroscopic food preservation.