Revisión: Fibroína de seda y sus potenciales aplicaciones en empaques biodegradables para alimentos/Review: silk fibroin and their potential applications on biodegradable food packaging

Angel Daniel Rios Osorio
Catalina Alvarez-Lopéz
Luis Javier Cruz Riaño
Adriana Restrepo-Osorio


DOI: http://dx.doi.org/10.15665/rp.v15i1.685

Resumen


En el presente artículo se hace una revisión bibliográfica de la fibroína de seda (FS) y sus potenciales aplicaciones en empaques biodegradables de alimentos. Son cuatro temas principales en los que se centra el artículo: empaques, biopolímeros en empaques, FS y finalmente, la FS en empaques para alimentos. Razones como el cuidado del medioambiente y uso responsable de los recursos, al igual que la necesidad de desarrollar materiales biodegradables, han promovido investigaciones con diferentes biopolímeros, entre los que se encuentra la FS. Esta proteína representa cerca del 70% de la fibra de seda y puede ser obtenida a partir de capullos de primera calidad o de los desperdicios generados en la producción serícola. Dependiendo del método con el que se obtenga la FS, se pueden tener diferentes características fisicoquímicas que pueden diversificar las áreas de interés y las aplicaciones de la misma. En el caso de empaques para alimentos, la FS puede conferirle al empaque ciertas propiedades, como: aumento de la permeabilidad de oxígeno, resistencia a la rotura, efecto antimicrobiano y una mayor velocidad de degradación del biopolímero.

Palabras clave


Empaques; Materiales poliméricos; Biopolímeros; Fibroína de seda; Biomateriales;

Texto completo:

PDF

Referencias


S. M. Yepes, L. Montoya Naranjo y S. F. Orozco, «Valorización de residuos agroindustriales – frutas – en Medellín y el sur del valle del aburrá, Colombia.,» Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín, vol. 61, nº 1, pp. 4422-4431, 2008.

G. Henao y L. Márquez, Aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos en Colombia. Tesis posgrado. Universidad de Antioquia, Medellín, 2008, p. 116.

S. Saval, «Aprovechamiento de residuos agroindustriales: pasado, presente y futuro,» Biotecnologia, vol. 16, nº 2, pp. 14-46, 2012.

P. Viswanath y K. Nand , «Anaerobic digestion of silk industry wastes,» Bioresource Technolog, vol. 49, pp. 273-276 , 1994.

A. Restrepo, C. Álvarez, D. Peláez, C. Salas y O. Rojas, «Comparación de la fibroina de seda obtenida a partir de capullos y subproductos fibrosos,» Presentado en VII Congreso Internacional de Materiales, p. 5, 2013.

J. G. Rouse y M. E. Van Dyke, «A review of keratin-based biomaterials for biomedical applications,» Materials, vol. 3, pp. 999-1014, 2010.

L.-D. Koh, Y. Cheng, C.-P. Teng, Y.-W. Khin, X.-J. Loh, T. Si-Yin y M.-Y. Han, «Structures, mechanical properties and applications of silk fibroin materials,» Progress in Polymer Science, vol. 46, pp. 86-106, 2015.

J. Fernández y D. E. Ingber, «Unexpected strength and toughness in chitosan‐fibroin laminates inspired by insect cuticle,» Advanced Materials, vol. 24, nº 4, pp. 480-484, 2012.

G. L. Robertson, Food packaging: principles and practice, USA: CRC Press, 2013.

G. L. Robertson, «Food packaging,» Encyclopedia of Agriculture and Food Systems, vol. 3, pp. 232-249, 2014.

J. Han, Innovations in Food Packaging, ELSEVIER Academic Press, 2014, pp. 1-12.

A. Campbell, «Modified atmosphere packaging (MAP) of foods and its combination with electron beam processing,» de Electron beam pasteurization and complementary food processing technologies, London, Woodhead Publishing, 2015, p. 185–194.

A. Götz, A. Wani, H.-C. Langowski y J. Wunderlich, «Food Technologies: Aseptic Packaging,» de Encyclopedia of Food Safety, Alemania, Academic Press, 2014, p. 124–134.

K. L. Yam, «Intelligent packaging to enhance food safety and quality,» de Emerging Food Packaging Technologies, USA, Woodhead Publishing, 2012, p. 137–152.

R. Ahvenainen, «Active and intelligent packaging: An introduction,» de Novel food packaging techniques, Finlandia, Woodhead Publishing, 2003, p. 5–21.

E. Almenar, P. Hernandez-mun, A. Lo, R. Gavara y J. M. Lagaro, «Overview of active polymer-based packaging technologies for food applications,» Food Reviews International, vol. 20, nº 4, pp. 357-387, 2004.

Universidad de Valencia, «Tema 9. Química Física de los Polímeros,» Química Física Avanzada. Cuarto Curso, pp. 1-43, 2010.

A. Brody, E. Strupinsky y L. Kline, Active Packaging for food applications, USA: CRC Press, 2002.

C. Padeste y S. Neuhaus, «Functional polymer structures,» de Polymer Micro - and Nanografting, Reino Unido, William Andrew Publishing, 2015, pp. 1-10.

R. Cruz, Y. Martínez y A. López, «Biopolímeros y su integración con polímeros convencionales como alternativa de empaque de alimentos,» Temas de Selección de Ingeniería de Alimentos, pp. 42-52, 2013.

M. Niaounakis, «Definitions of Terms and Types of Biopolymers,» de Biopolymers: Applications and Trends, Reino Unido, William Andrew Publishing, 2015, pp. 1-90.

S. N. Swain, S. M. Biswal, P. K. Nanda y P. Nayak, «Biodegradable Soy-Based Plastics: Opportunities and Challenges,» Journal of Polymers and the Environment, vol. 12, nº 1, pp. 35-43, 2004.

A. M. Clarinval y J. Halleux, «Classification of biodegradable polymers,» de Biodegrable polymers and industrial applications, USA, CRC Press, 2005, pp. 1-31.

A. González y C. Álvarez, «Soy protein e Poly (lactic acid) bilayer films as biodegradable material for active food packaging,» Food Hydrocolloids, vol. 33, nº 2, pp. 289-296, 2013.

P. Cinelli, M. Schmid, E. Bugnicourt, J. Wildner, A. Bazzichi, I. Anguillesi y A. Lazzeri, «Whey protein layer applied on biodegradable packaging film to improve barrier properties while maintaining biodegradability,» Polymer Degradation and Stability, vol. 108, p. 151–157, 2014.

P. Fernandez-Saiz, «Chitosan polysaccharide in food packaging applications,» de Multifunctional and Nanoreinforced Polymers for Food Packaging, España, Woodhead Publishing, 2011, p. 571–593.

P. Kuchaiyaphum, W. Punyodom, S. Watanesk y R. Watanesk, «Composition optimization of polyvinyl alcohol/rice starch/silk fibroin-blended films for improving its eco-friendly packaging properties,» Journal of Applied Polymer Science, vol. 119, nº 5, pp. 2614-2620, 2013.

A. Rodríguez, J. Vargas, J. Rodríguez, A. Martínes, F. Lara, M. Ehsan y F. M. Lara, Manual de la sericultura en Hidalgo, México D.F.: Alquimia, 2012, p. 103.

J. Hardy y T. Scheibel, «Composite materials based on silk proteins,» Progress in Polymer Science, vol. 35, nº 9, pp. 1093-1115, 2010.

Y. Yanagi, Y. Kondo y K. Hirabayashi, «Deterioration of silk fabrics and their crystallinity,» Textile Research Journal, vol. 70, nº 10, pp. 871-875, 2000.

B. Kundu, N. E. Kurland, S. Bano, C. Patra, F. B. Engel, V. K. Yadavalli y S. C. Kundu, «Silk proteins for biomedical applications: Bioengineering perspectives,» Progress in Polymer Science, vol. 39, nº 2, pp. 251-267, 2014.

D. Rockwood, R. Preda, T. Yucel, X. Wang, M. Lovett y D. Kaplan, «Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin,» Nature Protocols, vol. 6, nº 10, pp. 1612-1631, 2011.

S. Aznar-Cervantes, D. Vicente-Cervantes, L. Meseguer-Olmo, J. Cenis y A. Lozano-Pérez, «Influence of the protocol used for fibroin extraction on the mechanical properties and fiber sizes of electrospun silk mats,» Materials Science and Engineering C, vol. 33, nº 4, pp. 1945-1950, 2013.

H.-Y. Wang y Y.-Q. Zhang, «Effect of regeneration of liquid silk fibroin on its structure and characterization,» Soft Matter, vol. 9, nº 1, pp. 138-145, 2012.

O. Rojas, M. I. Briceño y J. Avendaño, «Fundamentos de reología [Internet]. Universidad de los Andes de Venezuela,» 2012. [En línea]. Available: http://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S521C.pdf. [Último acceso: 29 Diciembre 2015].

M. Wagner, «Thermogravimetric analysis,» de Thermal Analysis in Practice, Suiza, Mettler Toledo, 2009, pp. 146-170.

H. García, «Electroforesis en geles de poliacrilamida: fundamentos, actualidad e importancia,» Universo Diagnóstico, vol. 1, nº 2, pp. 31-41, 2001.

C. Vepari y D. Kaplan, «Silk as a biomaterial,» Progress in Polymer Science, vol. 32, nº 8-9, pp. 991-1007, 2007.

A. Murphy y D. Kaplan, «Biomedical applications of chemically-modified silk fibroin,» Journal of Materials Chemistry, vol. 19, nº 36, pp. 6443-6450, 2009.

J. Wong, H. K. Chan y W. Chrzanowski, «Silk for pharmaceutical and cosmeceutical applications,» de Silk Biomaterials for Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Sydney, Woodhead Publishing, 2014, p. 519–545.

H. Tao, M. Brenckle, M. Yang, J. Zhang, L. Mengkun, S. Siebert, R. Averitt, M. Mannoor, M. McAlpine, J. Rogers, D. Kaplan y F. Omenetto, «Silk-based conformal, adhesive, edible food sensors,» Advanced Materials, vol. 24, pp. 1067-1072, 2012.

A. Uçar y D. Keriman, Antimicrobial properties of silk fibroin- carrageenan films incorporating grape seed extract a thesis submitted to in food engineering. Tesis de Maestría, Turquía: İzmir Institute of Technology, 2009.

R. F. Weska, J. Vieira, C. Wellington, G. M. Nogueira y M. M. Beppu, «Effect of freezing methods on the properties of lyophilized porous silk fibroin membranes,» Materials Research, vol. 12, nº 2, pp. 233-237, 2009.

B. Dhandayuthapani, Y. Yasuhiko, T. Maekawa y D. S. Kumar, «Fabrication and characterization of nanofibrous scaffold developed by electrospinning,» Materials Research, vol. 14, nº 3, pp. 317-325, 2011.

Y. Baimark, P. Srihanam y Y. Srisuwan, «Praparation of flexible silk fibroin film plasticized with glucose,» Asian Journal of Material Sciences, vol. 1, pp. 29-35, 2009.

Y. Baimark, P. Srihanam y Y. Srisuwam, «Effect of chitosan molecular weights on characteristics of silk fibroin - chitosan blend films,» Current Research in Chemistry, vol. 1, pp. 8-14, 2009.

Y. Ma y K. B. Song, «Physical properties of silk fibroin films treated with various plasticizers,» Food Science and Nutrition, vol. 10, nº 2, pp. 187-190, 2005.

K.-J. Ku, Y.-H. Hong y K. B. Song, «Preparation of a silk fibroin film containing catechin and its application,» Food Science and Biotechnology, vol. 17, nº 6, pp. 1203-1206, 2008.

Y. T. Kim, B. Min y K. W. Kim, «General characteristics of packaging materials for food system,» de Innovation in Food Packaging, USA, Academic Press, 2014, pp. 13-35.

J. Weiss, K. Kanjanapongkul, S. Wongsaulak y T. Yoovidhya, «Electrospun fibers: fabrication, functionalities and potential food industry applications,» de Nanotechnology in the food, beverage and nutraceutical industries, Reino Unido, Woodhead Publishing Limited, 2012, pp. 362-397.

S. Torres-Giner, «Electrospun nanofibers for food packaging applications,» de Multifunctional and Nanoreinforced Polymers for Food Packaging, España, Woodhead Publishing, 2011, p. 108–125.

G. H. Altman, F. Díaz, C. Jakuba, T. Calabro, R. Horan, J. Chen, H. Lu, J. Richmond y D. Kaplan, «Silk-based biomaterials,» Biomaterials, vol. 24, nº 3, pp. 401-416, 2003.

J. Hardy y T. Scheibel, «Composite materials based on silk proteins,» Progress in Polymer Science, vol. 35, nº 9, pp. 1093-1115, 2010.

R. Cruz-Morfin, Y. Martínez-Tenorio y A. López-Malo, «Biopolímeros y su integración con polímeros convencionales como alternativa de empaque de alimentos,» Temas de Selección de Ingeniería de Alimentos, pp. 42-52, 2013.


Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Licencia Creative Commons
Este trabajo esta licenciado bajo una Licencia Internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivados 4.0.

 

ISSN : 1692-8261 Versión impresión
ISSN : 2216-1368 Versión Web

RedesRepositorio UACRedes Sociales
 


Licenciada bajo: