Los materiales de envasado de alimentos activos que son sostenibles, biodegradables y capaces de suministrar con precisión ingredientes activos antimicrobianos (IA) tienen una gran demanda. Aquí, informamos el desarrollo de nuevas fibras antimicrobianas sensibles a enzimas y humedad relativa (RH) con un diámetro promedio de 225 ± 50 nm, que se pueden depositar como una capa funcional para materiales de empaque. Los nanocristales de celulosa (CNC), la zeína (proteína) y el almidón se electrohilaron para formar fibras sensibles a múltiples estímulos que incorporaron un cóctel de antimicrobianos libres derivados de la naturaleza, como aceite de tomillo, ácido cítrico y complejos de inclusión de nisina y ciclodextrina (CD- ICs) de aceite de tomillo, ácido sórbico y nisina. Las fibras que responden a múltiples estímulos se diseñaron para liberar los AI y CD-IC libres de los AI en respuesta a activadores de enzimas y RH, respectivamente. La liberación de AI libres que responde a las enzimas se logra debido a la degradación de polímeros seleccionados, que forman la columna vertebral de las fibras. Por ejemplo, la enzima proteasa puede degradar el polímero de zeína, lo que acelera aún más la liberación de AI de las fibras. De manera similar, la liberación sensible a la RH se obtiene debido a la naturaleza química única de los CD-IC, lo que permite la liberación de AI de la cavidad a una RH alta.
La síntesis exitosa de CD-IC de AI y la incorporación de antimicrobianos en la estructura de las fibras sensibles a múltiples estímulos se confirmaron mediante difracción de rayos X y espectrometría infrarroja transformada de Fourier. Las fibras eran capaces de liberar AI libres cuando eran activadas por enzimas exudadas por microorganismos de una manera dependiente de la dosis y liberaban AI en forma de CD-IC en respuesta a una humedad relativa alta (95 % de HR). Con 24 h de exposición,Escherichia coli (en ~5 unidades logarítmicas) y Listeria innocua (en ~5 unidades logarítmicas), así como hongos Aspergillus fumigatus (en >1 unidad logarítmica). Lo que es más importante, las fibras liberaron más AI al 95 % de HR que al 50 % de HR, lo que resultó en una mayor reducción de la población de E. coli al 95 % de HR. Estas fibras antimicrobianas biodegradables, no tóxicas y sensibles a múltiples estímulos tienen un gran potencial para amplias aplicaciones como sistemas de envasado activos e inteligentes.
Documento en inglés.
Tamaño: 0,782
Publicado: 25 de enero de 2022
Fuente: ACS
Descargar documento