Desarrollan bioplásticos resistentes y flexibles a partir de residuos de guisantes

Un equipo de investigación de las universidades de Huelva y Sevilla han confirmado la idoneidad de un nuevo material para envases de alimentos creado a partir de proteínas de guisantes y una molécula que aporta resistencia y flexibilidad. La suma de las propiedades químicas de ambos componentes lo postulan como candidato para sustituir a los actualmente utilizados.

La búsqueda de nuevos materiales seguros para la salud y respetuosos con el medio ambiente es el objetivo que persiguen estos investigadores con el trabajo publicado en el artículo ‘Pea Protein-Based Bioplastics Crosslinked with Genipin: Analysis of the Crosslinking Evolution’ de la revista Journal of Polymers and the Environment. En él presentan este nuevo plástico biodegradable creado a partir de proteínas de guisantes y genipina, una molécula que genera una reacción química entre compuestos y logra un enlace resistente y flexible.

La genipina mejora las propiedades mecánicas del plástico y crea la porosidad idónea para mantener unos niveles necesarios de humedad, luz y aire para la conservación de los alimentos.

«Hemos logrado un material que soporta la flexión y tracción necesarias. Es decir, son más deformables y resistentes que otros existentes. Además, gracias a la genipina hemos conseguido un color azulado, casi negro, que se acerca más a las preferencias del mercado”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla Víctor Manuel Pérez-Puyana, autor del artículo.

 

Los expertos han comprobado las cualidades de este nuevo bioplástico atendiendo a las propiedades morfológicas, mecánicas y funcionales durante distintos tiempos de procesado y con diferente contenido de genipina en la formulación. Los resultados lo proponen para su potencial uso en materiales resistentes, flexibles y absorbentes, destinados a alimentación o medicamentos, por ejemplo apósitos o vendajes, y farmacia o agricultura cuando se requiera la liberación controlada de fármacos o nutrientes.

Guisantes entrecruzados

Los envases de bioplásticos fabricados a partir de residuos de guisantes presentan características mecánicas muy similares a las de los plásticos tradicionales, pero a diferencia de éstos, son biodegradables. Uno de los principales hándicaps que presentan es el color, ya que no coincide con las preferencias del mercado. Además, existen ciertos productos que requieren una mayor flexibilidad, resistencia o absorción que los existentes.

Incluir un reticulante, es decir, un compuesto que funciona como una malla que entrecruza estructuras químicamente, permite mejorar las propiedades de las proteínas de guisante. Concretamente, la genipina lo logra y además otorga una baja toxicidad al bioplástico, lo que la convierte en el aliado idóneo para la fabricación de materiales destinados a la alimentación, la medicina o la farmacología.

Los expertos comprobaron las características del nuevo material creado mezclando la proteína de guisante y glicerol como plastificante, junto a 0,25 y 0,50% en peso de genipina entre 0 y 10 días. Tras los ensayos, lograron un bioplástico que pasaba de un color amarillento a uno azul oscuro, casi negro. Además, consiguieron mayor resistencia y flexibilidad y menor absorción de agua.

El proceso para la obtención de bioplástico es el moldeo por inyección, que consta de dos etapas. En un primer momento se realiza la mezcla a 25 grados centígrados para homogeneizar la combinación. Posteriormente, se inyecta en un sistema que da forma al material.

El nuevo material es más deformable y resistente que otros existentes.

Los expertos continúan su trabajo comparando nuevos reticulantes, tanto químicos como físicos y biológicos mediante enzimas. El objetivo que se proponen es mejorar las propiedades de los actuales plásticos y dar lugar a nuevas opciones válidas para las necesidades del mercado y que, al mismo tiempo, sean respetuosas con el medio ambiente.

Este trabajo ha sido financiado por el proyecto ‘Desarrollo de materiales absorbentes innovadores y sostenibles para aplicaciones biosanitarias y hortícolas’ del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (Referencia PID2021-124294OB-C21).