📓 Referencia completa: Wu, Z.; Zhu, H.; Zhang, H.; Erihemu; Li, G.; Qi, W.; Zhang, P. (2025). Development and characterization of potato starch/chitosan/ε-polylysine composite films for enhancing cherry preservation under high-humidity conditions. Food Packaging and Shelf Life, 52: 101626. DOI: 10.1016/j.fpsl.2025.101626.
🔗 Acceso abierto: No (Elsevier; “All rights reserved”).
¿Puede un recubrimiento comestible mantener la calidad de la cereza cuando la conservación obliga a trabajar con humedades relativas elevadas? Este estudio desarrolla y caracteriza películas compuestas de almidón de patata (PS), quitosano (CS) y ε-polilisina (ε-PL) y, a partir de su misma solución formadora, aplica un recubrimiento por inmersión sobre cerezas frescas para evaluar —a 4 ± 2 °C y 45/75 % de HR durante 12 días— su efecto sobre el deterioro y la pérdida de peso.
Metodología
- Preparación de las películas: Se prepararon tres tipos de películas (PS, PS/CS y PS/CS/ε-PL) mediante el método de «solution casting» (moldeo por solución). Las soluciones formadoras de película se prepararon y luego se secaron a temperatura ambiente.
- Caracterización fisicoquímica: Se evaluaron las propiedades fisicoquímicas, de barrera, ópticas y antimicrobianas de las películas. Esto incluyó:
- Análisis morfológico y estructural: Se examinaron las microestructuras de la superficie y la sección transversal mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Se realizaron análisis FT-IR y difracción de rayos X (XRD) para caracterizar la estructura de las películas.
- Propiedades mecánicas y térmicas: Se determinó la resistencia a la tracción (TS) y el porcentaje de elongación a la rotura (EB%). La estabilidad térmica se evaluó mediante análisis termogravimétrico (TGA).
- Propiedades de barrera y solubilidad: Se midió la permeabilidad al vapor de agua (WVP) y la solubilidad de las películas. También se evaluó el ángulo de contacto con el agua y se realizó un análisis de resonancia magnética nuclear de campo bajo (LF NMR) para estudiar el estado del agua en las películas.
- Propiedades ópticas: Se evaluó la transmitancia de luz, las propiedades de bloqueo UV y la opacidad de las películas.
- Evaluación de la actividad antimicrobiana: Se utilizó el método de difusión en agar para evaluar la actividad antimicrobiana contra Cladosporium sp., Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes y Bacillus subtilis bajo dos condiciones de humedad relativa (45% y 75%).
- Aplicación en la conservación de cerezas: Las cerezas se recubrieron por inmersión en la solución formadora de film (PS, PS/CS o PS/CS/ε-PL), se secaron al aire y se almacenaron a 4 °C bajo 45% y 75% de humedad relativa durante 12 días para evaluar la extensión de la vida útil. Se documentó la apariencia y se calculó la pérdida de peso.
Hallazgos y Resultados
- En microestructura (SEM), la superficie pasó de rugosa (PS) a lisa y compacta (PS/CS) y aún más homogénea en PS/CS/ε-PL, con el menor espesor (75,8 µm) en la formulación ternaria, indicio de red más densa y menos lixiviación de amilosa.
- Los espectros FT-IR mostraron más puentes de hidrógeno y sin picos nuevos (ausencia de enlaces covalentes nuevos), compatibles con interacciones no covalentes PS–CS–ε-PL. En XRD, el pico de almidón a 5,92° desapareció y los de 19,76° y 20,8° se fusionaron ~20°, reflejando pérdida de orden (matriz más amorfa) y buena compatibilidad entre componentes; ε-PL puede promover cierto orden local.
- En barrera, la película PS/CS/ε-PL logró la menor permeabilidad al vapor de agua (WVP = 0,025 × 10⁻¹¹ g·m⁻¹·s⁻¹·Pa⁻¹), coherente con una red compacta que dificulta la difusión de humedad. Además, mejoró el bloqueo UV-B/UV-C y aumentó la opacidad, algo deseable para productos fotosensibles como la cereza.
- En mecánica y térmica, las películas compuestas incrementaron la resistencia a tracción y la estabilidad térmica. La elongación a rotura disminuyó con CS y mejoró con ε-PL, efecto plastificante suave.
- La actividad antimicrobiana fue amplia frente a las cinco dianas a 45 % y 75 % HR, con un matiz crítico: a 75 % HR se redujo frente a E. coli y L. monocytogenes, manteniéndose frente a S. aureus, B. subtilis y Cladosporium sp.; el desempeño global siguió siendo alto en ambiente húmedo.
- Aplicación en cereza (4 ± 2 °C; 12 días; 45/75 % HR)
Las cerezas se recubrieron por inmersión durante 5 min en las soluciones formadoras de film (PS, PS/CS o PS/CS/ε-PL), se secaron al aire y se almacenaron 12 días a 4 ± 2 °C bajo 45 % y 75 % HR. Se documentó la apariencia a lo largo del tiempo y se calculó la pérdida de peso
Implicaciones
La combinación PS–CS–ε-PL configura una barrera multifuncional (baja WVP, bloqueo UV, superficie y red más compactas) que aúna propiedades físico-químicas y eficacia postcosecha en condiciones de alta humedad relativa, una condición habitual de la cadena de frío de cereza, con efecto antimicrobiano. Los siguientes pasos lógicos pasan por optimizar formulación y proceso con escalado industrial.
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