Películas de nanocompuestos de base biológica

El mecanismo de recubrimiento se basa en la interacción de polímeros. El método de recubrimiento se usa comúnmente en materiales de empaque, con el recubrimiento de agentes antimicrobianos en polímeros. En general, los agentes antimicrobianos de recubrimiento pueden liberarse de los materiales de empaque al contacto directo para suprimir el crecimiento microbiano. El polietileno de baja densidad (LDPE), el quitosano y la metilcelulosa se utilizan ampliamente como revestimientos de embalajes antimicrobianos. Además, estos métodos de recubrimiento también se pueden utilizar para alimentos líquidos

Método de extrusión

La extrusión es una técnica para preparar materiales de forma y densidad uniformes mediante la mezcla de materias primas a temperatura y presión controladas. Además, el proceso de fusión en caliente convierte y compacta las mezclas, como materiales granulares o polvos, en una forma uniforme. En consecuencia, las resinas poliméricas se funden y luego se transforman en nuevos productos con diferentes formas y tamaños, como bolsas, láminas y tuberías, mediante la compactación de polímeros y sustancias activas. La extrusión, el principal método de fabricación de plástico, se utiliza ampliamente en la farmacología y la industria alimentaria debido a que no contiene disolventes, es eficaz en el tiempo y no es un proceso que ocasione contaminación ambiental. Es un método muy utilizado para preparar envases antimicrobianos que contengan NP de ZnO.

Películas de nanocompuestos de base biológica

Se han realizado numerosas investigaciones para desarrollar películas para nanocompuestos antimicrobianos a partir de materiales de base biológica como gelatina, quitosano, carboximetilcelulosa (CMC), PLA (ácido poliláctico), PBS (succinato de polibutileno), que son respetuosos con el medio ambiente, no tóxicos, sostenibles, y degradables.

Científicos prepararon películas compuestas de gelatina de piel bovina (BSG) incorporadas con nanobarras de óxido de zinc al 2 % (ZnO NR) (<100 nm) y aceite esencial de clavo (CEO) utilizando un método de fundición con solvente,

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y las aplicaron para el empaque de camarones (familia de las gambas y langostinos). La prueba de almacenamiento refrigerado mostró que las películas compuestas de BSG/CEO/ZnO NRs con 50 % de CEO exhibieron la máxima actividad antibacteriana contra L. monocytogenes y Salmonella typhimurium. Este resultado indicó que la película BSG/CEO/ZnO NRs desarrollada podría utilizarse como empaque activo para camarones pelados. También se obtuvieron envases de bionanocompuestos a partir de gelatina que contenía nanofibras (10 %) y NP de ZnO (30 nm y 5 %) mediante el método de fundición en solución. El bionanocompuesto exhibió una fuerte actividad antimicrobiana contra microorganismos transmitidos por alimentos como S. aureus, E. coli y Pseudomonas aeruginosa.

Fue preparado un material de recubrimiento de CMC (carboximetilcelulosa) que contenía NP de ZnO (0 %, 5 %, 10 %, 20 % y 40 % p/v) y extractos de piña para evaluar la actividad antifúngica en frutos de caqui y tomate. Los recubrimientos redujeron significativamente la proliferación de hongos (Alternaria alternata) en los frutos. La evaluación organoléptica demostró que la CMC que contenía NP de ZnO mantuvo efectivamente la calidad de las frutas durante el almacenamiento en el que el tamaño de las NP de ZnO era de 25 a 55 nm.

Las uvas envasadas en películas de nanocompuestos que contenían 2 % (p/p) y 4 % (p/p) de NP de ZnO mostraron una apariencia fresca hasta 14 y 21 días en condiciones ambientales, respectivamente. Por lo tanto, las películas de nanocompuestos de agar-ZnO mejoraron la vida poscosecha de frutas frescas como las uvas verdes.

Problemas de seguridad

Migración

Las NP de ZnO pueden mejorar las propiedades fundamentalmente antimicrobianas de los alimentos envasados. Por otro lado, las nanopartículas son propensas a migrar a través del empaque dentro/sobre los alimentos, lo https://www.bibliotecahorticultura.com/ 11

que puede atribuirse a las características de los nanomateriales (concentración, tamaño, forma y dispersión), factores ambientales (estrés mecánico, temperatura, etc.), alimentos condición (pH y composición), propiedades del polímero (viscosidad y estructura) y duración del contacto. En general, no existe un protocolo o estándar completo para investigar la migración en los nanocompuestos de envasado porque la migración depende de los parámetros antes mencionados. Por lo tanto, para minimizar la migración y sus impactos en el organismo humano y la calidad de los alimentos, los envases de nanocompuestos deben evaluarse caso por caso.

Los artículos n.º (UE) 10/2011 del Reglamento sobre plásticos y n.º (UE) 2016/1416 de la Comisión Europea publicaron el Reglamento de la Comisión que han impuesto de 5 a 25 mg de zinc por kg de alimento (25 a 5 mg/kg de alimento) para artículos en contacto con alimentos basado en la consideración de migración.

Toxicidad de las nanopartículas de ZnO

Las nanopartículas de ZnO se difunden directamente en la célula o se introducen por endocitosis (es un mecanismo por el cual las células introducen moléculas grandes, partículas extracelulares e incluso pequeñas células, englobándolas en una invaginación de la membrana), lo que induce la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y el estrés oxidativo, lo que provoca daños en el sistema biológico. El tamaño de las NP de ZnO es otro factor que debe tenerse en cuenta, ya que las grandes áreas superficiales dan como resultado una alta reactividad superficial. Los impactos biológicos de las NP de ZnO incluyen la peroxidación de lípidos, alteraciones de proteínas, disfunciones de orgánulos, inflamación y daños en el ADN. Generalmente, durante el metabolismo, las células están inherentemente dotadas de antioxidantes para destruir las ROS generadas. Sin embargo, en presencia de NPs de ZnO, la generación de ROS excede la capacidad normal de la maquinaria antioxidante celular. Además, tales NP de ZnO se comportan como moléculas prooxidantes para inducir el estrés oxidativo, ya sea generando ROS o inhibiendo las moléculas antioxidantes. La neurotoxicidad de las NP de ZnO

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