Materiales de envasado alimentario a base de mezclas almidón/poli(ε-caprolactona) (PCL) obtenidos mecano-químicamente vía esterificación organocatalítica del ácido salicílico

Abstract

El objetivo de este trabajo fue analizar películas a base de mezclas de PCL/almidón termoplástico (TPS) obtenidas mecano-químicamente vía esterificación organocatalítica del ácido salicílico (SalAc – agente esterificante) empleando el ácido tartárico (TAc) como organocatalizador para su potencial aplicación como material de envasado alimentario activo y sustentable. Para ello, seis formulaciones fueron fabricadas y etiquetadas como sigue: 1) TPS, 2) PCL, 3) una mezcla 50:50 de TPS y PCL (TPS/PCL), 4) TPS/PCL conteniendo SalAc al 2 % p/p con respecto al peso de la mezcla matriz polimérica/plastificante (límite máximo permitido) (TPS/PCL+SalAc), 5) TPS/PCL conteniendo TAc (misma relación molar que el SalAc) (TPS/PCL+TAc), y 6) TPS/PCL conteniendo una mezcla molar 1:1 de SalAc y TAc (TPS/PCL+SalAc+TAc). Los materiales fueron luego analizados en términos estructurales, térmicos, cristalinos, fisicoquímicos, morfológicos, mecánicos, reológicos y funcionales. Los resultados obtenidos demostraron que la presencia de SalAc produce la esterificación con el TPS, mejorando la compatibilidad con PCL, mientras que el TAc, en ausencia de un agente esterificante, mostró un efecto hidrolizante sobre el TPS y produjo la descarboxilación sobre el PCL. El SalAc actuó como antioxidante, así inhibiendo parcialmente la descarboxilación del PCL. Sin embargo, esta reacción no fue determinante en el desempeño fisicoquímico y mecánico general de los materiales desarrollados. La adición del SalAc y el TAc, separadamente y mezclados, en los materiales a base de PCL/TPS provocaron también una disminución de la viscosidad respecto al material TPS/PCL. Respecto a la actividad antioxidante, los valores fueron bajos en todas las formulaciones, sin alcanzar niveles significativos. Por otro lado, las propiedades antimicrobianas de los materiales conteniendo esencialmente SalAc fueron sobresalientes, principalmente contra la Pseudomona aeruginosa (bacteria Gram negativa). Sin embargo, un efecto eco-tóxico sobre plántulas de lechuga (Lactuca sativa) fue principalmente observado a causa del uso de SalAc, el cual podría ser relacionado a su efecto dosis dependiente, así limitando la potencial compostabilidad de los materiales. Con perspectiva al escalamiento de tales materiales, ninguno logró mejorar las propiedades mecánicas y reducir la naturaleza hidrofílica del TPS