Los plásticos biodegradables en la industria alimentaria

Los plásticos biodegradables en
la industria alimentaria
Bioplásticos para cuidar el ambiente
Un cálculo hecho en Estados Unidos estima que una persona
descarta alrededor de dos kilos de basura por día. De esta
basura, más del 10% son plásticos, fundamentalmente envases y embalajes. Estos plásticos generalmente son sintéticos, fabricados por polimerización de compuestos derivados
del petróleo, y no son biodegradables.
Si bien hay métodos para reciclar plásticos, en el caso de los envases de alimentos estos procesos son muy limitados, ya que los
materiales que los componen están formados por estructuras
difíciles o casi imposibles de separar en capas o partículas
menores. Debido a estos inconvenientes, el tratamiento de los
plásticos descartados como basura se ha vuelto un problema ambiental cada vez más serio. Considerando además que los plásticos actuales derivan del petróleo, que es una fuente no
renovable de energía, hoy hay mucho interés y esfuerzos destinados a la fabricación de embalajes para alimentos basados en
bioplásticos.
Bacterias que almacenan PHA
Los bioplásticos hoy se producen esencialmente a partir de los
cultivos o sus deshechos (almidón, celulosa) o a través de procesos de fermentación bacteriana. El mayor foco se ha centrado en
el uso del almidón como materia prima, debido a su disponibilidad, sus antecedentes como parte de plásticos compostables, y a
que es económicamente competitivo con el petróleo. Se emplea
generalmente almidón de maíz, aunque se están investigando
otras fuentes, como la papa, cebada y avena. Los bioplásticos
hechos de almidón resultan quebradizos, y a menos que el
almidón se mezcle con otros materiales, o se lo modifique
químicamente, no sirve para fabricar films flexibles y resistentes
como los requeridos para envolver y envasar alimentos.
Además, la naturaleza higroscópica del almidón hace que estos
plásticos no puedan emplearse para alimentos frescos o con un
contenido importante de humedad. Sin embargo, resultan interesantes para bandejas rígidas de bombones u otros productos
secos, ya que desde el punto de vista de su degradación, prácticamente se disuelven en agua.
Se denominan bioplásticos a aquellos plásticos que son
biodegradables, y que esencialmente derivan de recursos renovables, como el almidón y la celulosa de las plantas, por ejemplo.
Se dice que un material es biodegradable cuando puede ser
degradado por microorganismos para originar moléculas sencillas asimilables por el ambiente. Como los microorganismos no
tienen las enzimas necesarias para romper las uniones químicas
de las moléculas que forman parte de los plásticos sintéticos comunes, como el polietileno, polipropileno, policloruro de vinilo,
polietilentereftalato, etc., estos plásticos no resultan biodegradables.
Con respecto a la industria alimenticia, el principal desafío es
producir embalajes y envases para alimentos que además de ser
biodegradables sean tan durables como los productos que contienen. Esto es particularmente importante si se considera que
hay una serie de factores relacionados con la conservación de
los alimentos que pueden afectar a los envases y envoltorios,
como la temperatura, humedad, presencia de bacterias y hongos,
exposición a rayos UV, etc. Estos factores pueden deteriorar a
los alimentos, y al mismo tiempo degradar a los materiales que
los envuelven, un hecho a tener en cuenta al momento de producir bioplásticos con estos fines.
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Otra materia prima que puede usarse para hacer bioplásticos es
la celulosa. Este polímero es el principal componente de los tejidos vegetales, y por lo tanto el polímero más abundante en la
naturaleza. Como el almidón, está compuesto de moléculas de
glucosa, pero en este caso unidas de forma diferente, impidiendo
la firme compactación de las fibras. Por eso la celulosa rinde
bioplásticos quebradizos, poco flexibles y bastante permeables a
la humedad.
resistentes y con buena capacidad de barrera a la humedad. Ya
se lo emplea para vajillas y utensilios descartables y para envasar alimentos y bebidas.
Los PHA son polímeros lineales de hidroxiácidos, y se obtienen
a partir de microorganismos que los acumulan como sustancias
de reserva. Debido a que a veces estos microorganismos son
difíciles de cultivar, resulta muy interesante la posibilidad de
usar bacterias de laboratorio, mejor caracterizadas, a las que se
les ha incorporado por ingeniería genética los genes necesarios
para la síntesis de PHA.
De la misma manera, estos genes podrían introducirse en plantas
y así abaratar los costos de producción. El PHA más conocido es
el polihidroxibutirato (PHB), y el más usado en el envasado de
alimentos. Además de la biodegradabilidad, los PHA presentan
propiedades termoplásticas y una buena capacidad de barrera a
la humedad, asemejándose en parte al polipropileno en sus
propiedades mecánicas. Sin embargo, es más quebradizo, lo que
limita, además de los altos costos de producción, su aplicación
masiva en el embalaje de alimentos.
Vajilla de PLA
Hoy hay un gran número de empresas en todo el mundo volcadas
al desarrollo de nuevos y mejores bioplásticos, ya sean derivados
de almidón o celulosa, u obtenidos por fermentación microbiana.
Las empresas líderes se encuentran en Estados Unidos, Canadá,
Japón, y la Unión Europea, aunque otros países como Australia,
Brasil, Corea y China se están agregando a la lista. Las innovaciones intentan cubrir una amplia gama de aplicaciones: vajilla y
utensilios descartables, botellas, bolsas de supermercado, bolsas
para snacks, bandejas y embalajes de alimentos, films, etc. Por
otro lado, cada vez son más las cadenas de supermercados que
han comenzado a adoptar estos productos, fundamentalmente
para envasar agua y alimentos frescos.
Bolsa de papel con film de celulosa
Como una alternativa, las investigaciones se han volcado al desarrollo de materiales basados en celulosa modificada químicamente, como el acetato de celulosa. Este compuesto es
empleado para hacer envoltorios para alimentos, ya que tiene
buenas propiedades para hacer films, flexibles y resistentes a
rupturas y perforaciones. Sin embargo, aún así mantiene un escaso poder de barrera a la humedad y a los gases, e inclusive en
ciertas condiciones, puede hidrolizarse, generando ácido acético.
Debido a las limitaciones que presentan los polímeros naturales
como materias primas para la elaboración de bioplásticos, hoy el
mayor desarrollo se enfoca en los bioplásticos obtenidos por fermentación bacteriana, como los poliláctidos (PLA) y los polihidroxialcanoatos (PHA).
Bioplásticos:
Algunas aplicaciones actuales relacionadas con los alimentos
- Films de PLA para envasar frutas, verduras, quesos y productos
de panadería.
- Bandejas transparentes termoformadas rígidas de PLA, con tapa,
para tortas, pastas frescas, ensaladas, ensaladas de frutas.
- Botellas de PLA para agua y lácteos.
- Vajilla descartable de PLA.
- Bandejas de polímero de almidón de maíz para bombones y galletitas.
- Films de polímero de almidón con perforaciones para permitir la
respiración de frutas y verduras.
Los PLA son poliésteres alifáticos, biodegradables y termoplásticos, derivados del ácido láctico. Éste se genera por fermentación ácido?láctica del almidón o deshechos agrícolas ricos
en almidón. Los PLA resultan flexibles, fácilmente moldeables,
- Films de celulosa modificada para envases de dulces, chocolates
y productos de panadería.
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