Crean un envase activo que repele bacterias

19.03.2015
Aplicando una técnica especial, científicos de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) lograron inmovilizar un agente antimicrobiano en la superficie de una lámina de polipropileno, un material utilizado para recubrir alimentos. Así, lograron inhibir la acción de las bacterias Escherichia coli y Staphylococcus aureus en ensayos de laboratorio. La innovación permitiría extender entre tres y cuatro veces el tiempo actual de conservación. Próximamente sus creadores comenzarán las pruebas “in vivo”.

Los llamados “envases activos” aportan funciones específicas, que se suman a las ya clásicas de los envases tradicionales. Son objeto de amplio desarrollo y estudio en diversas partes del mundo. Se caracterizan por sus aplicaciones científicas, ya que alargan la conservación y seguridad de los alimentos que contienen, y protegen, de esa manera, a los consumidores.

Aplicando una técnica especial, un equipo integrado por investigadores de la Facultad de Ciencias Químicas y del Centro de Química Aplicada (Cequimap) de la UNC logró inmovilizar un agente antimicrobiano sobre la superficie de una película (polipropileno) que puede ser usada para cubrir el alimento.  Simultáneamente modificaron la superficie de ese material de manera que adoptara una forma específica ventajosa para repeler bacterias.

Imagen del polipropileno tratado (arriba), obtenida mediante microscopía de fuerza atómica.
Imagen de polipropileno tratado, obtenida mediante
microscopía de fuerza atómica (arriba).
Imagen del polipropileno tratado, obtenida mediante microscopía de fuerza atómica
El material sin modificar presenta una superficie lisa (izquierda).
El tratamiento, en cambio, produce un patrón de rayas (derecha).

Los ensayos en laboratorio se realizaron con las bacterias Escherichia coli yStaphylococcus aureus. En ambos casos, el nuevo componente antimicrobiano respondió positivamente, inhibiendo los microorganismos. El próximo año se realizarán las pruebas “in vivo”.

“Confiamos en que esta nueva tecnología pueda alargar la vida útil de los alimentos. Calculamos que extenderá entre tres y cuatro veces el tiempo de conservación que permiten los envases actuales de polipropileno”, explica Cintia Contreras, autora principal del trabajo, que fue premiado en el Congreso de Ciencia y Tecnología de los Alimentos realizado en la UNC en noviembre de 2014.

En principio, este tipo de recipientes serviría para alimentos como carnes rojas, pescado y otros que contengan glucosa.

Química y arquitectura de los polímeros

En el estudio, los científicos de la UNC utilizaron polipropileno, el tipo de polímero que se usa para envases que conservan alimentos. Los polímeros son una macromolécula que se forma a partir de la repetición de pequeños monómeros (moléculas más pequeñas). El material final es totalmente diferente a las unidades con las cuales se formó. El plástico es un ejemplo de polímero.

“Lo novedoso de nuestro trabajo –comenta Contreras–, es la microestructura que se genera sobre la superficie del polipropileno, que beneficia la actividad del agente antimicrobiano. La polimerización, o sea el proceso de creación del polímero, fue realizada de manera controlada para determinar con exactitud dónde y cuánto debe crecer cada sitio de unión del agente antimicrobiano”.

Los investigadores pudieron realizar este trabajo gracias a la utilización de la técnica de polimerización radicalaria por transferencia de átomo (ATRP), que permite manipular con precisión la composición química y la arquitectura de los polímeros, así como el crecimiento de las cadenas moleculares que lo forman.

“Hacemos crecer selectivamente el polímero sobre la película y pegamos covalentemente la enzima; este diseño y estructura química es lo que le da las propiedades antimicrobianas”, completa Contreras.

En este proyecto también participaron Miriam Strumia, directora de la tesis de doctorado de Contreras y directora del Laboratorio de Materiales Poliméricos (LaMAP), y Ricardo Toselli, del Cequimap.

Detalle de la técnica aplicada en el estudio
En los ensayos, los investigadores colocaron un compuesto químico sobre una lámina de polipropileno. De esa forma hicieron crecer los puntos de amalgama siguiendo un patrón especial. Posteriormente, cada molécula de la enzima "oxidasa glucosa" se adhirió mediante un enlace covalente a esos puntos de anclaje. Así lograron conformar una barrera antibacteriana sobre el film.

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