Design of chitosan-based materials for food applications

Resumen

En la industria alimentaria se utilizan grandes cantidades de materiales no biodegradables y no renovables para el envasado de alimentos, y la gran mayoría son de un solo uso, lo que provoca problemas medioambientales, especialmente durante su eliminación. En este contexto, el quitosano, un polisacárido que se obtiene a partir de la extracción de los residuos biológicos de crustáceos, moluscos, hongos e insectos, es un material adecuado debido a su carácter natural, biodegradable y antimicrobiano, convirtiéndose en una materia prima alternativa para la producción de envases/recubrimientos sostenibles. En este contexto, el objetivo de esta tesis es desarrollar, por diferentes métodos de procesado, materiales basados en quitosano aditivados con bioactivos naturales que mejoran las propiedades del material destinado a aplicaciones alimentarias.El capítulo 1 de la tesis presenta una visión general de las películas y recubrimientos basados en quitosano para el envasado de alimentos. En este capítulo se explican los métodos de procesado y la adición de bioactivos naturales para el envasado activo e inteligente. En los tres capítulos siguientes, se analizan las películas de quitosano preparadas por el método de casting. En el capítulo 2 se utilizan como aditivos exopolisacáridos de bacterias extraídas de aguas profundas, evaluándose las propiedades fisicoquímicas, ópticas, de barrera y mecánicas para analizar la influencia de los exopolisacáridos en las propiedades funcionales de los films de quitosano. En el capítulo 3, se utilizan ciclodextrinas para encapsular 2-fenil etanol con el fin de evitar su volatilización. En el capítulo 4 se añade ácido gálico, que tiene propiedades antioxidantes y antimicrobianas, añadiendo así nuevas funcionalidades a la película de quitosano. Teniendo en cuenta los resultados del capítulo 4, y con la motivación de implementar los materiales en aplicaciones de envasado activo de alimentos, en el capítulo 5 se estudia la extensión de la vida útil de filetes de jurel con recubrimientos de quitosano con ácido gálico. En el capítulo 6, se lleva a cabo el desarrollo de películas de quitosano mediante moldeo por compresión, utilizando ácido cítrico como reticulante y Aloe vera como bioactivo. A continuación, en el capítulo 7, se utilizan geles de pectina-quitosano para preparar películas mediante impresión 3D, evaluándose previamente las propiedades reológicas del gel. Finalmente, en el capítulo 8 se preparan películas de quitosano con nanopartículas magnéticas de Fe3O4 y se analizan sus propiedades para el envasado inteligente de alimentos.