Con el objetivo de tener un mundo más sustentable, en la actualidad numerosas investigaciones apuntan a reemplazar el uso de polímeros sintéticos por naturales para la obtención de distintos materiales. En este Proyecto se propone desarrollar películas delgadas (films) y recubrimientos para papeles de embalaje de bajo gramaje para envasado de alimentos. El material estará basado en la combinación adecuada de dos polímeros naturales de carga polielectrolítica opuesta: el xilano (Xil), polímero extraído de aserrín de álamo, como componente principal, y quitosano (Q). Se propone desarrollar una tecnología de envases activos con liberación controlada de agentes antimicrobianos (AM). Para ello, se agregará celulosa micro/nanofibrilar (CMNF) seguido de un tratamiento térmico. La interacción entre las CMNF y la matriz de Xil/Q, así como los entrecruzamientos covalentes alcanzados por el tratamiento térmico final, favorecerán la liberación controlada de los AM. Además, las CMNF actuarán como reforzante mecánico tanto en seco como en húmedo. Se optimizará la preparación de las CMNF también a partir de aserrín de álamo, utilizando un pretratamiento con reactivo DES (solvente eutéctico profundo). Las CMNF se caracterizarán en detalle (rendimiento de nanofibrilación, análisis elemental CHONS, peso molecular de celulosa, dimensiones por microscopía óptica, SEM y TEM) TEM). Para el estudio se utilizarán antimicrobianos ácidos orgánicos (ácido cítrico, ácido succínico) y antimicrobianos basados en extractos vegetales (eugenol, timol) que están incluidos en las listas positivas de las reglamentaciones vigentes . Las suspensiones de los polielectrolitos se caracterizarán en detalle y las películas preparadas a partir de ellas se analizarán mediante FTIR, DRX, SEM, AFM y comportamiento térmico por TGA. Se evaluarán sus propiedades mecánicas en seco y en húmedo, así como su capacidad a la absorción de agua, permeabilidad al vapor de agua (WVTR) y al oxígeno (OTR). Los papeles recubiertos se caracterizarán además determinando la rigidez, permeabilidad al aire y cantidad de agua absorbida (ensayo Cobb). En ambos tipos de materiales se estudiará en detalle el efecto antimicrobiano sobre microorganismos coliformes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella sp. Y Listeria sp. La liberación controlada de los AM se estudiará colocando las películas y papeles en los distintos simulantes de alimentos detallados en el Código Alimentario Argentino. Se espera que esta nueva tecnología de envases activos amplíe el uso de materiales biobasados.
The aim of numerous researchers has been to replace the use of synthetic polymers with natural ones to obtain different materials. The aim of this Project is to develop thin films and coatings for low weight packaging papers for food packaging. The material will be based on the appropriate combination of two natural polymers of opposite polyelectrolyte charge: xylan (Xyl), a polymer extracted from poplar sawdust, as the main component, and chitosan (Q). It is proposed to develop an active packaging technology with controlled release of antimicrobial agents (AM). To do this, micro/nanofibrillar cellulose (MNFC) will be added followed by a heat treatment. The interaction between the MNFCs and the Xyl/Q matrix, as well as the covalent cross links achieved by the final thermal treatment, will favor the controlled release of the AMs. In addition, the MNFCs will act as a mechanical reinforcer both in dry and wet conditions. The preparation of MNFCs will also be optimized from poplar sawdust, using a pre treatment with DES reagent (deep eutectic solvent). The MNFCs will be characterized in detail (nanofibrillation performance, total acidic groups, CHONS elemental analysis, cellulose molecular weight, dynamic viscosity, dimensions by optical microscopy, SEM and TEM). For the study, organic acid antimicrobials (citric acid, succinic acid) a nd antimicrobials based on plant extracts (eugenol, thymol) that are included in the positive lists of current regulations will be used. The suspensions of the polyelectrolytes will be characterized in detail and the films prepared from them will be analyz ed by FTIR, XRD, SEM, AFM and thermal behavior by TGA. Its dry and wet mechanical properties will be evaluated, as well as its water absorption capacity, water vapor permeability (WVTR) and oxygen permeability (OTR). The coated papers will also be characte rized by determining the stiffness, air permeability and amount of water absorbed (Cobb test). In both types of materials, the antimicrobial effect on coliform microorganisms, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella sp. will be studied in detai l. and Listeria sp . The controlled release of AM will be studied by placing the films and papers in the different food simulants detailed in the Argentine Food Code. This new active packaging technology is expected to expand the use of biobased materials.
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