El uso intensivo y generalizado de materiales plásticos rígidos o en forma de película en las actividades cotidianas ha generado a nivel nacional serios problemas de acumulación de residuos sólidos debido a que no son biodegradables.

Alternativas de nuevos materiales que conjuntaron la versatilidad de los polímeros sintéticos y la capacidad de los biopolímeros a integrarse al medio ambiente, han demostrado que las propiedades funcionales de los materiales combinados se vieron deterioradas con respecto a las de polímero sintético tradicional. La necesidad de disminuir el grado de deterioro haciendo de estos nuevos materiales una opción real de utilización justificó el presente estudio. Los agentes modificadores del pH (AMpH) aquí empleados permitieron alcanzar esta meta utilizando una tecnología sencilla por disolución y evaporación del solvente. Se elaboraron películas biodegradables a base de zeína (Z. biopolímero), etilcelulosa (EC, polímero sintético) y su mezcla (M) en proporción 1:1(m/m). Estas sustancias se seleccionaron por su capacidad para formar películas en forma aislada o combinada en presencia de etanol, solvente compatible con ambos y con los AMpH. Estos agentes (ácido láctico (AL); ácido acético glacial (AAG); formaldehido(F) y la mezcla AAG+F), tuvieron efectos importantes sobre las propiedades funcionales de las películas en comparación con el control (C) sin AMpH. Particularmente, las películas de Z con AAG aumentaron su biodegradabilidad, resistencia mecánica a la ruptura y resistencia al paso del vapor de agua contrariamente a las películas de EC que no son biodegradables, son más permeables que las de Z pero tienen buena resistencia mecánica. Las películas de M, aún con la presencia de los AMpH permanecieron quebradizas, con modificación ligera de su permeabilidad y fueron en algunos casos (F, AAG+F, C) no biodegradables efecto que se explicó por la presencia del EC y del F. La adición de AAG+F permitió obtener películas de Z con resistencia mecánica similar a las de EC, sin embargo disminuyó su biodegradación debido a la presencia de F.

Los cambios observados en las propiedades funcionales de las películas debido a la presencia del AMpH en comparación al solvente puro (etanol) se fundamentaron en base a la naturaleza química del polímero, a la capacidad de disociación del AMpH en el solvente y a los cambios fisicoquímicos coloidales para formar la película.

En las ciudades modernas, los residuos sólidos (11000 D.F. 1250 Monterrey; 750 Querétaro, en Ton por día) contienen alrededor de 30% de plástico rígido y 12% de plásticos en forma de película(1,2,3). Dentro de la Industria Alimentaria el amplio uso de los plásticos, rígidos o en forma de película, se debe a sus excelentes propiedades funcionales (versátiles, ligeros, resistentes, propiedades barrera contra la transmisión de H2O, O2, CO2)(4,5,6,7). El tiempo de vida útil de los plásticos como envases o empaques de los productos alimenticios es muy corto comparado con el tiempo que permanecen en el medio ambiente: el polietileno de degrada 1.7% en 2 años cuando contiene agentes fotodegradables y 0.1% en 100 años en ausencia de ellos(8). El empleo de biopolímeros (proteínas, polisacáridos, lípidos) en forma aislada o combinados con aditivos (agentes químicos, plastificantes) y polímeros sintéticos (polietileno) ha sido propuesto para generar empaques comestibles o biodegradables que reducirían la contaminación ambiental por residuos sólidos(9,10,11,12,13).

Generales:
Elaborar materiales de empaque biodegradables alternativos por disolución de la sustancia polimérica y evaporación del solvente.
Mejorar mediante el empleo de tratamientos químicos, las propiedades funcionales de materiales de empaque biodegradables en forma de película a base de un biopolímero, proteína de maíz (zeína), y de un polímero sintético, derivado de la celulosa (etilcelulosa).

Específicos:
Establecer el efecto del tratamiento químico con cada agente modificador de pH sobre las propiedades funcionales (apariencia, propiedades mecánicas, permeabilidad al vapor de agua y biodegradabilidad) de películas de zeína de eticelulosa y de su mezcla 1:1(m/m).
Relacionar el efecto del tratamiento químico y del tipo de polímero con las interacciones polímero solvente y polímero-polímero en base a las propiedades funcionales evaluadas para las películas elaboradas

A nivel mundial, nacional o regional, la obtención de materiales alternativos eficientes menos contaminantes con el medio ambiente necesarios en las diferentes actividades del hombre y en particular en la Industria Alimentaria justifican el interés científico y tecnológico por el estudio de las propiedades funcionales y de los mecanismos implicados en la elaboración de nuevos empaques.

El beneficio social de la nueva generación de materiales alternativos se vería sustancialmente limitado por la falta de estudios de base sobre las condiciones fisicoquímicas y el tipo de sustancias (tratamientos con aditivos) necesarias para la combinación de polímeros naturales biodegradable con polímeros sintéticos. Esta limitación radica en la falta de conocimiento de la relación “proceso de elaboración-propiedad funcional” para que el material alternativo biodegradable pueda tener características similares a los materiales plásticos.

El impacto social de este tipo de estudios radica en plantear nuevas perspectivas (reducir, reciclar, reutilizar) y equilibrar las acciones conjuntas de protección del medio ambiente con los usuarios de los materiales de empaque alternativos.