Actividad microbiológica en biopolímeros biodegradables a base de almidón de papa y sustancias orgánicas

Jorge Luis López Terán; María Isabel Beltrán Rico; Victoria Cabrera Maldonado; Judith del Carmen Araque Rangel; Juan Carlos Soriano Cremades; José Poveda Otazo

Jorge Luis López Terán Laboratorio de Investigación de Síntesis Orgánica y Biopolímeros, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Central del Ecuador, C.P. 170521, Quito, Ecuador.
María Isabel Beltrán Rico Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Alicante, 03080, Alicante, España
Victoria Cabrera Maldonado Laboratorio de Investigación de Síntesis Orgánica y Biopolímeros, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Central del Ecuador, C.P. 170521, Quito, Ecuador
Judith del Carmen Araque Rangel Laboratorio de Microbiología Aplicada. Facultad de Ingeniería Geológica, Minas, Petróleo y Ambiental (FIGEMPA). Calle Jerónimo Leiton con calle Gilberto Gato Sobral. Universidad Central de Ecuador. C. P. 170521, Quito. Ecuador.
Juan Carlos Soriano Cremades Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Alicante, 03080, Alicante, España
José Poveda Otazo Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Alicante, 03080, Alicante, España

Resumen

El diseño de materiales y envases biodegradables activos es uno de los retos de la sociedad cuyo fin es tratar de resolver los problemas ambientales que se han generado por los residuos plásticos desarrollando envases biodegradables que permitan mejorar la conservación de los alimentos y alargar su vida útil. Se analizó la preparación de una mezcla ideal utilizando almidón de papa termoplástico (AP), extracto de árbol de té (AT) y goma arábiga (GA), obteniendo luego de un proceso de extrusión y prensado las planchas de biopolímero termoplástico, que fueron analizadas para determinar sus propiedades antimicrobianas. Se elaboraron19 muestras de planchas de biopolímeros con distintas proporciones AP, AT y GA. Los resultados obtenidos de los biopolímeros a base de AP/GA (60/2) y (70/5) mostraron mayores actividades antimicrobianas contra bacterias Gram positivas y negativas, respectivamente, seguidas de las formulaciones con AP/EAT (60/1) y (70/0,5). No se observó un efecto sinérgico entre el AT y la GA. Se encontró que la variación en la formulación del AP con AT y GA influyó en la actividad antimicrobiana del producto obtenido.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Biografía del autor/a

Jorge Luis López Terán, Laboratorio de Investigación de Síntesis Orgánica y Biopolímeros, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Central del Ecuador, C.P. 170521, Quito, Ecuador.

Docente investigador de la Universidad Central del Ecuador/ Facultad de Ingeniería Química. Doctorado en Ingeniería Química (en curso), Magister en Sistemas Mecánicos (2013), Ingeniero Mecánico (2009) y Abogado (2015). Experiencia (10 años) en las áreas de: 1) Procesos de Obtención y Caracterización de Polímeros y Biopolímeros. 2) Análisis de Calidad de Aire (Ambiente).

María Isabel Beltrán Rico, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Alicante, 03080, Alicante, España

Licenciada en Ciencias Químicas (1990) y Doctora en Ingeniería Químicas por la Universidad de Alicante en 1995. Vinculada a la Universidad de Alicante desde 1995, en la actualidad como Catedrática de Universidad. Perteneciente al grupo de Procesado y Pirólisis de Polímeros de la Universidad de Alicante desde su creación. He trabajado en dos líneas de investigación principalmente en “procesado de polímeros” y “pirólisis”, habiendo realizado estancias de postgrado investigación en el Instituto de Tecnología de Polímeros del CSIC en Madrid y en el PolymerProcessingReserach Centre de la Queen’sUniversity de Belfast (UK). En resumen, cuento con 4 sexenios de investigación, 1 sexenio de transferencia de tecnología y con cinco quinquenios docentes. He dirigido 4 tesis doctorales, he publicado un total de 74 artículos, 66 de los cuales se encuentran publicados en revistas indexadas en el JCR, soy autora de un libro y coautora de 5 capítulos de libros y he participado en 70 comunicaciones a congresos. He participado, en 40 proyectos financiados con fondos públicos (Universidad, Comunidad Autónoma, Ministerios) y 20 con empresas, de los que he sido IP en 6 ocasiones. He participado en 9 patentes.

Victoria Cabrera Maldonado, Laboratorio de Investigación de Síntesis Orgánica y Biopolímeros, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Central del Ecuador, C.P. 170521, Quito, Ecuador

Docente investigador con 20 años de experiencia en el campo de la síntesis orgánica y aislamiento de principios activos de productos naturales, con publicaciones en revistas indexadas en este campo.

Judith del Carmen Araque Rangel, Laboratorio de Microbiología Aplicada. Facultad de Ingeniería Geológica, Minas, Petróleo y Ambiental (FIGEMPA). Calle Jerónimo Leiton con calle Gilberto Gato Sobral. Universidad Central de Ecuador. C. P. 170521, Quito. Ecuador.

Farmacéutica egresada de la Facultad de Farmacia de la Universidad de los Andes, Venezuela. Mención de estudios en Ciencias de los Alimentos Facultad de Farmacia, Universidad de los Andes, Venezuela. Magíster Scientiarum en Microbiología por la Universidad de los Andes, Venezuela. Estudiante del Doctorado en Química de Medicamento, mención Biotecnología, Universidad de los Andes, Venezuela, desde el año 2015, faltando por presentar tesis doctoral. Más de 30 cursos de actualización en el área de Biotecnología, Microbiología y Ciencias de los Alimentos. Estancias de Investigación en Instituto Nacional de Higiene “Rafael Rangel”, Carcas, Venezuela. Investigadora en Ciencias Naturales Nivel 2 en la Facultad de Farmacia de la Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela. Ayudante docente en las asignaturas de Microbiología General, Microbiología de los Alimentos, Microbiología Industrial y Microbiología de los Medicamentos de la Escuela de Farmacia de la Facultad de Farmacia, Universidad de los Andes, Venezuela. Coordinadora del Laboratorio de Microbiología del Agua, Facultad de Farmacia, Universidad de los Andes, Venezuela. Ayudante de Investigación, Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador. Más de 30 publicaciones en revistas arbitradas e indexadas y presentación de más de 60 ponencias en congresos y jornadas nacionales e internacionales.

Juan Carlos Soriano Cremades, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Alicante, 03080, Alicante, España

Graduado en Ingeniería Química (2018) y Máster en Ingeniería Química (2020) por la Universidad de Alicante.

José Poveda Otazo, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Alicante, 03080, Alicante, España

En 2018 obtiene el título de Graduado en Ingeniería Química por la Universidad de Murcia. A continuación, cursa el Máster en Ingeniería Química en la Universidad de Alicante obteniendo el título de máster en el año 2020. Ha colaborado en trabajos de investigación focalizados en el desarrollo y caracterización de polímeros biodegradables.

Citas

Vargas M., Pastor C., Chiralt A., McClements J.D. and González-Martínez, C.: “Recent advances in edible coating for fresh and minimally processed fruits”. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. Vol. 48, Nº 6 (2008)496-511.

Cinelli P., Coltelli M.B., Mallegni N. and Lazzeric A.: “Naturally-Made Hard Containers for Food Packaging: Actual and Future Perspectives” In Bionanotechnology to Save the Environment. Plant and Fishery’s Biomass as Alternative to Petrol; Chapter 16. PierfrancescoMorganti, Ed.; MDPI: Basel, Switzerland, 2018.

Wroblewska-Krepsztul J., Rydzkowski T., Borowski G., Szczypinski M., Klepka T., Thakur V.: “Recent progress in biodegradable polymers and nanocomposite-based packaging materials for sustainable environment”. Int. J. Polym. Anal. Charact. Vol 23, (2018) 383-395.

Zhong Y., Godwin P.,Jin Y., Xiao H.: “Biodegradable polymers and green-based antimicrobial packaging materials: A mini-review”. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. Vol. 3, (2020) 27-35.

Herniou-Julien C., Mendieta J.R., Gutierrez T.: “Characterization of biodegradable/non-compostable films made from cellulose acetate/corn starch blends processed under reactive extrusion conditions”. Food Hydrocolloids Vol. 89, (2019) 67-79.

Jiang T., Duan Q., Zhu J., Liu H., Yu L.: “Starch-based biodegradable materials: Challenges and opportunities”. Advanced Industrial and Engineering Polymer Research. Vol. 3, (2020) 8-18.

Bourtoom T.: “Edible films and coating: characteristics and properties”. International Food Research Journal. Vol. 15, Nº 3 (2008) 237-248.

García M.A., Pinotti A., Martino M.N. and Zaritzky N.E.: “Characterization of starch and composite edible films and coating”. In: M. E. Embuscado y K. C. Huber (Ed.). Edible films and coatings for food applications. Springer, New York. 2009.

Soliva-Fortuny R., Rojas-Graü M.A. and Martín-Belloso O.: “Polysaccharide coatings”. In: E. A. Baldwin, R. Hagenmaier y J. Bai (Ed.). Edible coatings and films to improve food quality. CRC Press, New York. 2012.

Falguera V., Quintero J.P., Jiménez A., Muñoz J.A. and Ibarz A.: “Edible films and coating structures, active functions and trends in their use”. Trends in Food Science and Technology. Vol. 22, Nº 6 (2011) 292-303.

Bajer D., Janczak K., Bajer, K.: “Novel Starch/Chitosan/Aloe vera Composites as Promising Biopackaging Materials”. J Polym Environ. Vol 28, (2020) 1021-1039.

Ali A., Chen Y., Liu H., Yu L., Baloch Z., Khalid S., Zhu J., Chen L.: “Starch-based antimicrobial films functionalized by pomegranate peel, Int. J. Biol. Macromol. Vol. 129, (2019) 1120-1126.

Garrido-Miranda KA., Rivas BL., Perez -Rivera MA., Sanfuentes EA., Peña-Farfal C.: “Antioxidant and antifungal effects of eugenol incorporated in bionanocomposites of poly(3-hydroxybutyrate)-thermoplastic starch”. LWT. Vol. 98, (2018)260-267.

Kim H. J., Chen F., Wu C., Wang X., Chung H. Y. and Jin, Z.: “Antioxidant activity of Australian tea tree (Melaleucaalternifolia) oil and its components”. Journal of Agricultural and Food Chemistry. Vol. 52, Nº 10(2004) 2849-2854.

Sigifredo B., González Estévez V., Boiero M., Moyano S., Montenegro M.: “Actividad antimicrobiana de ß-caroteno microencapsulado en goma arábiga frente a microorganismos en leche”. Tecnología Láctea Latinoamericana. Vol. 80 (2014) 54-58.

Chanamai R.,Mcclements D.J.: “Depletion flocculation of beverage emulsions by gum Arabic and modified starch”. Journal of Food Science. Vol. 66, Nº 3(2001)457-463.

Tyler V., Brady L. and Robbers J.: “Pharmacognosy”. 7th ed. Lea &Febiger Philadelphia. USA. 1977.

Kirtikar K.R., Basu B.D.: “Indian medicinal plants”. (2nd Ed.). Periodical Expert Book Agency. Delhi, India. 1984.

Clark D.T., Gazi M.I., Cox S.W., Eley B.M., Tinsley G.F.Ñ.: “The effects of Acacia arabica gum on the in vitro growth and protease activities of periodontopathic bacteria”. Journal Clinical Periodontology. Vol. 20, (1993) 238-243.

Rojas-Graü M.A., Tapia M.S. and Martín-Belloso, O.: “Using polysaccharide based edible coatings to mantain quality of fresh-cut Fuji apples”. LWT-Food Science and Technology. Vol. 41, Nº 1 (2008) 139-147.

Moeini A., Mallardo S., Cimmino A., Dalc G., Masi M-. Di Biase M., Reenen A., Lavermicocca P., Valerio F., Evidente A., Malinconico M., Santagata G.: “Thermoplastic starch and bioactive chitosan sub-microparticlebiocomposites: Antifungal and chemico-physical properties of the films”. Carbohydrate Polymers. Vol. 230, (2020) 1-9.

Campos-Requena VH., Rivas BL., Peres MA., Figueroa CR., Figueroa NE., Sanfuentes EA.: “Thermoplastic starch/clay nanocomposites loaded with essential oil constituents as packaging for strawberries in vivo antimicrobial synergy over Botrytis cinerea”. Postharvest Biol. Technol. Vol. 129, (2017) 29-36.

Beltrán M., Marcilla A.: “Tecnología de polímero”. Publicaciones Universidad de Alicante. 2012.

Velasco J., Rojas J., Salazar P., Rodríguez M., Díaz T., Morales A., Rondón M.: “Antibacterial activity of the essential oil of Lippiaoreganoides against multiresistant bacterial strains of nosocomial origin”. Natural Product Communications. Vol. 2, (2007)85-88.

Montenegro M., Boiero M., Valle L., Borsarelli Cl.: “Gum Arabic: More Than an Edible Emulsifier”. Products and Applications of Biopolymers, Dr. Johan Verbeek (Ed.), Available from: http://www.intechopen.com/books/products-and-applications-ofbiopolymers/gum-arabic-more-than-an-edible-emulsifie. [fecha de acceso 18-12-2019]. 2012.

Nelson D., Lehninger A., Cox M.: “Lehninger principios de bioquímica”. Editorial Omega. Barcelona. España. 2013.

Esquivel-Alvarado Daniel, Porras-Brenes Gina, Madrigal-Carballo Sergio, Rodríguez Gerardo.: “Estudio de la actividad antibacteriana de los extractos orgánicos liquénicos obtenidos de Lobariasubdissecta y Parmotremalatissimum”. Uniciencia. Vol. 29, Nº 2 (2015) 39-45.

Martínez V.: “Evaluación de la actividad del complejo lipolítico identificado en el látex de Jaca (Artocarpusheterophyllus L.)”. Tesis de pregrado. Universidad Autónoma de Nayarid. Xalisco. México. 2016.

Hammer K.A., Carson C.F. and Riley T.V.: “Influence of organic matter, cations and surfactants on the antimicrobial activity of Melaleucaalternifolia (tea tree) oil “in vitro”. Journal of Applied Microbiology. Vol. 86, (1999) 446-452.

Garozzo A., Timpanaro R., Bisignano B., Furneri P., Bisignano G. and Castro, A.: “In vitro antiviral activity of Melaleucaalternifolia essential oil”. Letters in Applied Microbiology. Vol. 49, (2009) 806-808.

Cox S.D., Mann C.M., Markham J.L., Bell H.C., Gustafson J.E., Warmington J.R. and Wyllie, S.G.: “The mode of antimicrobial action of the essential oil of Melaleucaalternifolia (tea tree oil)”. Journal of Applied Microbiology. Vol. 88, (2000) 170-175.

Bakkali F., Averbeck S., Averbeck D., and Idaomar M.: “Biological effects of essential oils- A review”. Food and Chemical Toxicology. Vol. 46, (2008)446-475.

Burt S.A., Reinders R.D.: “Antibacterial activity of selected plant essential oils against Escherichia coli O157:H7”. Letters in Applied Microbiology. Vol. 36, Nº 3 (2003) 162- 167.

Actividad microbiológica en biopolímeros biodegradables a base de almidón de papa y sustancias orgánicas

Resumen

Descargas

Biografía del autor/a

Citas

Esta Revista es indizada y/o Catalogada en: