<secondary-title/> </titles> <doi/> <pages/> <volume/> <number/> <keywords> <keyword>envasado activo </keyword> <keyword>conservación de alimentos</keyword> <keyword>envases biodegradables</keyword> <keyword>antimicrobianos naturales</keyword> <keyword>seguridad alimentaria</keyword> </keywords> <dates> <year>2026</year> <pub-dates> <date>2026</date> </pub-dates> </dates> <abstract>El desperdicio de alimentos es una situación preocupante a nivel mundial, por lo que su reducción es un objetivo de la Agenda 2030 (ODS 12.3). En 2021, en la Unión Europea, se desperdiciaron más de 54 millones de toneladas de comida, lo que no solo implica la pérdida de alimentos sino también de otros recursos muy valiosos como el agua, la energía o el suelo, además de aumentar la huella de carbono y los gases de efecto invernadero. El desperdicio ocurre en todas las fases de la cadena alimentaria, y su principal causa es el deterioro de los alimentos, causado en gran medida por microorganismos alterantes presentes en el alimento, quienes modifican sus propiedades sensoriales, influyendo en la calidad y propiciando su desperdicio. Además de la calidad del alimento, en algunos casos el crecimiento microbiológico también puede comprometer su seguridad. Esto es debido a que algunos de los microorganismos presentes en los alimentos de forma natural o por contaminación durante su manipulación son patógenos para el ser humano, es decir, pueden suponer un riesgo para los consumidores. Con el objetivo de reducir este desperdicio asociado a microorganismos y garantizar la seguridad de los alimentos, los materiales activos son una estrategia muy estudiada en la actualidad. A diferencia del envasado tradicional, que solo aporta una barrera física para la protección del alimento, los envases con materiales activos desempeñan un papel relevante en la conservación de los alimentos y sus propiedades. Estos materiales incorporan agentes activos, que pueden ser de distinta naturaleza, y que aportan diversas funcionalidades, como, por ejemplo, propiedades antimicrobianas. Debido al gran impacto medioambiental derivado del uso indiscriminado de plástico, actualmente se busca diseñar estos materiales activos desde una perspectiva ecológica, utilizando para ello materiales biodegradables en conjunto con compuestos de origen natural. El diseño y desarrollo de este tipo de materiales activos comprende diversos estudios multidisciplinares, con multitud de factores y requisitos a tener en cuenta, lo que lo convierte en un proceso largo y costoso. De manera indispensable, el material activo final debe cumplir con el mantenimiento de las propiedades activas en las condiciones de aplicación real, y con los requisitos de seguridad química acordes con la regulación vigente. Aun cuando estos requisitos se cumplen, una de las limitaciones de muchos de estos materiales activos se basa en que estos solo son desarrollados con métodos viables a escala de laboratorio, lo que hace que, en la mayoría de los casos, estos materiales se queden anclados en una etapa de investigación inicial y nunca lleguen a la industria. A lo largo de esta Tesis doctoral se han desarrollado distintos materiales activos antimicrobianos para ser usados en contacto con los alimentos, alargando su vida útil y/o inhibiendo el crecimiento de microorganismos patógenos. En concreto, se han desarrollado tres tipos de materiales, que tratan de abarcar diferentes grupos de alimentos y problemáticas: las frutas y verduras, cuyo deterioro causado por mohos tiene un gran impacto en la vida útil de las mismas, y los productos de origen animal como los aviares y el pescado, cuya contaminación con bacterias patógenas es de especial importancia. Todos los materiales desarrollados están basados en el uso de materiales biodegradables y compuestos naturales y, además, para su fabricación, se han utilizado técnicas de procesado ya empleadas por la industria y fácilmente escalables, facilitando su transición al mercado. En el caso concreto de las frutas y verduras, éstas son, en general, muy perecederas, representando casi la mitad de todas las pérdidas de alimentos. Su deterioro es causado principalmente por el crecimiento de mohos, que además se reproducen por esporas y pueden sobrevivir en ambientes hostiles, lo que los hace ubicuos. En el Capítulo I se han desarrollado dos materiales a base de celulosa con propiedades antifúngicas para prevenir el crecimiento de mohos, en particular de Botrytis cinerea, en frutas. En concreto, se trata de papeles con recubrimientos activos de dos tipos que están planteados para ser usados en los cajones de las frutas y verduras de las neveras de los consumidores. Como agente activo, se probaron distintas mezclas de aceites esenciales con propiedades antifúngicas a través de un diseño de mezclas y se eligió la mezcla compuesta por 33,33 % de aceite esencial de orégano (OR) y un 66,67 % de aceite esencial de hoja de canela (CL), debido a que mostró efectos sinérgicos o aditivos en comparación con los aceites esenciales sin mezclar. Los aceites esenciales, que en general están formados por multitud de compuestos volátiles, ejercen su actividad antifúngica en la fase vapor por lo que, para estabilizarlos y evitar su rápida volatilización, estos se incluyeron en emulsiones de almidones catiónicos (almidón HI-CAT (A) y almidón EVO (B)) comerciales con ayuda de un surfactante. Las emulsiones resultantes se utilizaron para recubrir los papeles, dando como resultado papeles activos A y papeles activos B. Los papeles activos (A y B) desarrollados fueron ensayados in vitro frente a Botrytis cinerea, un moho que frecuentemente infecta al tomate y otras frutas como la fresa, y que causa graves pérdidas, y ambos papeles fueron efectivos, al menos, hasta 31 días tras su recubrimiento. Para comprobar su efectividad en condiciones más cercanas a la realidad, los papeles fueron ensayados en el interior de cajones que contenían tomates y se analizó su deterioro causado por mohos, observándose un aumento de la vida útil del tomate gracias al uso del papel activo. Además, también se realizó una evaluación sensorial de los tomates, y aquellos almacenados con los papeles activos obtuvieron la aceptación global por parte de los panelistas. Sin embargo, algunos de ellos detectaron sabores extraños asociados a los aceites esenciales, por lo que las investigaciones futuras deben ir en la línea de minimizar los efectos sensoriales de estos papeles activos. En cuanto a los microorganismos patógenos, Campylobacter spp. es la principal causa de infecciones transmitidas por los alimentos en la Unión Europea. Para controlar esta bacteria gramnegativa de origen fecal asociada a los productos aviares, se han desarrollado unos films biodegradables activos descritos en el Capítulo II. Para ello, se ha investigado el uso del isotiocianato de bencilo (BITC), un compuesto volátil encontrado en plantas de la familia Brassicaceae con potente actividad antibacteriana. Sin embargo, este compuesto presenta una baja estabilidad y alta volatilidad, por lo que para ser usado en aplicaciones como las que aquí se tratan, es necesario protegerlo. Para este fin, se sintetizó un complejo de inclusión (CI) con β-ciclodextrina (β-CD) y BITC con el objetivo de mejorar la estabilidad de este último, evitar su volatilización y mejorar su compatibilización con los materiales poliméricos usados para la producción de los films activos. Después, el CI sintetizado se adicionó a dos matrices poliméricas biodegradables, polihidroxibutirato (PHB) y ácido poliláctico (PLA), a distintas concentraciones (2,5 y 5 % CI (m/m)), mediante procesos de extrusión. Una vez extruida, la mezcla de polímero conteniendo el CI fue prensada en caliente para formar los films activos, que fueron ensayados frente a las dos cepas de Campylobacter spp. más frecuentes, Campylobacter coli y Campylobacter jejuni. Los films de PHB con CI (PHB_CI) fueron efectivos observándose que, en ambos casos, los materiales produjeron la inhibición del crecimiento bacteriano a las distintas concentraciones, siendo este efecto proporcional a la concentración de EPL. Además, también se estudió la liberación del péptido en simulantes alimentarios, con el objetivo de entender cómo se comportaría el material activo en contacto con diversos alimentos y se observó que en el simulante acuoso (etanol al 10 %) se consiguió una liberación mantenida en el tiempo. Por último, para evaluar el efecto del material activo en condiciones reales, se seleccionaron dos concentraciones de EPL en la mezcla (3 y 5 %) y se fabricó, por la técnica de moldeo por inyección, un prototipo de envase (bandeja) para salmón fresco. Estos envases fueron probados en un ensayo de desafío durante 12 días con salmón previamente inoculado con Listeria monocytogenes aclimatada a temperaturas de refrigeración, simulando las condiciones más probables en las que esta contaminación podría darse. Además de inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes en el salmón, este envase activo logró inhibir el crecimiento de otras bacterias alterantes propias del salmón, sin afectar a uno de los indicadores de la calidad de este (Nitrógeno Básico Volátil Total, NBVT), lo que indica que estos envases podrían alargar la vida útil del mismo y aumentar su seguridad.ones de procesamiento tienen una gran influencia en el mantenimiento de las propiedades activas cuando se trata de un compuesto volátil como el BITC. Por último, se realizaron ensayos de migración en simulantes alimentarios según la legislación vigente y se identificaron los migrantes volátiles y no volátiles de los films de PHB, que fueron, en su mayoría, sustancias añadidas intencionadamente (IAS, por sus siglas en inglés). Otros patógeno de especial relevancia, en este caso por su alta virulencia, es Listeria monocytogenes. Esta bacteria grampositiva se transmite a través de alimentos contaminados, la mayoría de las veces de origen animal, como la leche, el queso o el pescado, y afecta severamente a la población infantil, mujeres embarazadas, personas inmunodeprimidas y ancianos. Para controlarla, normalmente no es posible utilizar una única estrategia y suele ser necesario combinar varias de ellas. En el Capítulo III de esta Tesis, se ha propuesto el uso de un envase activo conteniendo un péptido con propiedades antimicrobianas, ε-poli- L-lisina (EPL), como una de estas estrategias para inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes en salmón fresco. Para ello, se preparó una mezcla (50:50) de PHB y policaprolactona (PCL) por extrusión y se incluyeron en ella distintas concentraciones de EPL (1, 2, 3, 5 y 10 % m/m). A partir de estas mezclas, se prepararon laminados activos y se ensayaron frente a dos bacterias patógenas, Listeria monocytogenes como modelo de bacteria grampositiva y Salmonella enterica como modelo de gramnegativa. En este caso, el efecto antibacteriano del material fue ensayado por contacto directo entre el laminado activo y las bacterias, observándose que, en ambos casos, los materiales produjeron la inhibición del crecimiento bacteriano a las distintas concentraciones, siendo este efecto proporcional a la concentración de EPL. Además, también se estudió la liberación del péptido en simulantes alimentarios, con el objetivo de entender cómo se comportaría el material activo en contacto con diversos alimentos y se observó que en el simulante acuoso (etanol al 10 %) se consiguió una liberación mantenida en el tiempo. Por último, para evaluar el efecto del material activo en condiciones reales, se seleccionaron dos concentraciones de EPL en la mezcla (3 y 5 %) y se fabricó, por la técnica de moldeo por inyección, un prototipo de envase (bandeja) para salmón fresco. Estos envases fueron probados en un ensayo de desafío durante 12 días con salmón previamente inoculado con Listeria monocytogenes aclimatada a temperaturas de refrigeración, simulando las condiciones más probables en las que esta contaminación podría darse. Además de inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes en el salmón, este envase activo logró inhibir el crecimiento de otras bacterias alterantes propias del salmón, sin afectar a uno de los indicadores de la calidad de este (Nitrógeno Básico Volátil Total, NBVT), lo que indica que estos envases podrían alargar la vida útil del mismo y aumentar su seguridad. </abstract> </record> </records> </xml>

Almeida E Silva, Filomena Augusta Leonardi, Frederic <secondary-title/> </titles> <doi/> <pages/> <volume/> <number/> <keywords> <keyword>envasado activo </keyword> <keyword>conservación de alimentos</keyword> <keyword>envases biodegradables</keyword> <keyword>antimicrobianos naturales</keyword> <keyword>seguridad alimentaria</keyword> </keywords> <dates> <year>2026</year> <pub-dates> <date>2026</date> </pub-dates> </dates> <abstract>El desperdicio de alimentos es una situación preocupante a nivel mundial, por lo que su reducción es un objetivo de la Agenda 2030 (ODS 12.3). En 2021, en la Unión Europea, se desperdiciaron más de 54 millones de toneladas de comida, lo que no solo implica la pérdida de alimentos sino también de otros recursos muy valiosos como el agua, la energía o el suelo, además de aumentar la huella de carbono y los gases de efecto invernadero. El desperdicio ocurre en todas las fases de la cadena alimentaria, y su principal causa es el deterioro de los alimentos, causado en gran medida por microorganismos alterantes presentes en el alimento, quienes modifican sus propiedades sensoriales, influyendo en la calidad y propiciando su desperdicio. Además de la calidad del alimento, en algunos casos el crecimiento microbiológico también puede comprometer su seguridad. Esto es debido a que algunos de los microorganismos presentes en los alimentos de forma natural o por contaminación durante su manipulación son patógenos para el ser humano, es decir, pueden suponer un riesgo para los consumidores. Con el objetivo de reducir este desperdicio asociado a microorganismos y garantizar la seguridad de los alimentos, los materiales activos son una estrategia muy estudiada en la actualidad. A diferencia del envasado tradicional, que solo aporta una barrera física para la protección del alimento, los envases con materiales activos desempeñan un papel relevante en la conservación de los alimentos y sus propiedades. Estos materiales incorporan agentes activos, que pueden ser de distinta naturaleza, y que aportan diversas funcionalidades, como, por ejemplo, propiedades antimicrobianas. Debido al gran impacto medioambiental derivado del uso indiscriminado de plástico, actualmente se busca diseñar estos materiales activos desde una perspectiva ecológica, utilizando para ello materiales biodegradables en conjunto con compuestos de origen natural. El diseño y desarrollo de este tipo de materiales activos comprende diversos estudios multidisciplinares, con multitud de factores y requisitos a tener en cuenta, lo que lo convierte en un proceso largo y costoso. De manera indispensable, el material activo final debe cumplir con el mantenimiento de las propiedades activas en las condiciones de aplicación real, y con los requisitos de seguridad química acordes con la regulación vigente. Aun cuando estos requisitos se cumplen, una de las limitaciones de muchos de estos materiales activos se basa en que estos solo son desarrollados con métodos viables a escala de laboratorio, lo que hace que, en la mayoría de los casos, estos materiales se queden anclados en una etapa de investigación inicial y nunca lleguen a la industria. A lo largo de esta Tesis doctoral se han desarrollado distintos materiales activos antimicrobianos para ser usados en contacto con los alimentos, alargando su vida útil y/o inhibiendo el crecimiento de microorganismos patógenos. En concreto, se han desarrollado tres tipos de materiales, que tratan de abarcar diferentes grupos de alimentos y problemáticas: las frutas y verduras, cuyo deterioro causado por mohos tiene un gran impacto en la vida útil de las mismas, y los productos de origen animal como los aviares y el pescado, cuya contaminación con bacterias patógenas es de especial importancia. Todos los materiales desarrollados están basados en el uso de materiales biodegradables y compuestos naturales y, además, para su fabricación, se han utilizado técnicas de procesado ya empleadas por la industria y fácilmente escalables, facilitando su transición al mercado. En el caso concreto de las frutas y verduras, éstas son, en general, muy perecederas, representando casi la mitad de todas las pérdidas de alimentos. Su deterioro es causado principalmente por el crecimiento de mohos, que además se reproducen por esporas y pueden sobrevivir en ambientes hostiles, lo que los hace ubicuos. En el Capítulo I se han desarrollado dos materiales a base de celulosa con propiedades antifúngicas para prevenir el crecimiento de mohos, en particular de Botrytis cinerea, en frutas. En concreto, se trata de papeles con recubrimientos activos de dos tipos que están planteados para ser usados en los cajones de las frutas y verduras de las neveras de los consumidores. Como agente activo, se probaron distintas mezclas de aceites esenciales con propiedades antifúngicas a través de un diseño de mezclas y se eligió la mezcla compuesta por 33,33 % de aceite esencial de orégano (OR) y un 66,67 % de aceite esencial de hoja de canela (CL), debido a que mostró efectos sinérgicos o aditivos en comparación con los aceites esenciales sin mezclar. Los aceites esenciales, que en general están formados por multitud de compuestos volátiles, ejercen su actividad antifúngica en la fase vapor por lo que, para estabilizarlos y evitar su rápida volatilización, estos se incluyeron en emulsiones de almidones catiónicos (almidón HI-CAT (A) y almidón EVO (B)) comerciales con ayuda de un surfactante. Las emulsiones resultantes se utilizaron para recubrir los papeles, dando como resultado papeles activos A y papeles activos B. Los papeles activos (A y B) desarrollados fueron ensayados in vitro frente a Botrytis cinerea, un moho que frecuentemente infecta al tomate y otras frutas como la fresa, y que causa graves pérdidas, y ambos papeles fueron efectivos, al menos, hasta 31 días tras su recubrimiento. Para comprobar su efectividad en condiciones más cercanas a la realidad, los papeles fueron ensayados en el interior de cajones que contenían tomates y se analizó su deterioro causado por mohos, observándose un aumento de la vida útil del tomate gracias al uso del papel activo. Además, también se realizó una evaluación sensorial de los tomates, y aquellos almacenados con los papeles activos obtuvieron la aceptación global por parte de los panelistas. Sin embargo, algunos de ellos detectaron sabores extraños asociados a los aceites esenciales, por lo que las investigaciones futuras deben ir en la línea de minimizar los efectos sensoriales de estos papeles activos. En cuanto a los microorganismos patógenos, Campylobacter spp. es la principal causa de infecciones transmitidas por los alimentos en la Unión Europea. Para controlar esta bacteria gramnegativa de origen fecal asociada a los productos aviares, se han desarrollado unos films biodegradables activos descritos en el Capítulo II. Para ello, se ha investigado el uso del isotiocianato de bencilo (BITC), un compuesto volátil encontrado en plantas de la familia Brassicaceae con potente actividad antibacteriana. Sin embargo, este compuesto presenta una baja estabilidad y alta volatilidad, por lo que para ser usado en aplicaciones como las que aquí se tratan, es necesario protegerlo. Para este fin, se sintetizó un complejo de inclusión (CI) con β-ciclodextrina (β-CD) y BITC con el objetivo de mejorar la estabilidad de este último, evitar su volatilización y mejorar su compatibilización con los materiales poliméricos usados para la producción de los films activos. Después, el CI sintetizado se adicionó a dos matrices poliméricas biodegradables, polihidroxibutirato (PHB) y ácido poliláctico (PLA), a distintas concentraciones (2,5 y 5 % CI (m/m)), mediante procesos de extrusión. Una vez extruida, la mezcla de polímero conteniendo el CI fue prensada en caliente para formar los films activos, que fueron ensayados frente a las dos cepas de Campylobacter spp. más frecuentes, Campylobacter coli y Campylobacter jejuni. Los films de PHB con CI (PHB_CI) fueron efectivos observándose que, en ambos casos, los materiales produjeron la inhibición del crecimiento bacteriano a las distintas concentraciones, siendo este efecto proporcional a la concentración de EPL. Además, también se estudió la liberación del péptido en simulantes alimentarios, con el objetivo de entender cómo se comportaría el material activo en contacto con diversos alimentos y se observó que en el simulante acuoso (etanol al 10 %) se consiguió una liberación mantenida en el tiempo. Por último, para evaluar el efecto del material activo en condiciones reales, se seleccionaron dos concentraciones de EPL en la mezcla (3 y 5 %) y se fabricó, por la técnica de moldeo por inyección, un prototipo de envase (bandeja) para salmón fresco. Estos envases fueron probados en un ensayo de desafío durante 12 días con salmón previamente inoculado con Listeria monocytogenes aclimatada a temperaturas de refrigeración, simulando las condiciones más probables en las que esta contaminación podría darse. Además de inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes en el salmón, este envase activo logró inhibir el crecimiento de otras bacterias alterantes propias del salmón, sin afectar a uno de los indicadores de la calidad de este (Nitrógeno Básico Volátil Total, NBVT), lo que indica que estos envases podrían alargar la vida útil del mismo y aumentar su seguridad.ones de procesamiento tienen una gran influencia en el mantenimiento de las propiedades activas cuando se trata de un compuesto volátil como el BITC. Por último, se realizaron ensayos de migración en simulantes alimentarios según la legislación vigente y se identificaron los migrantes volátiles y no volátiles de los films de PHB, que fueron, en su mayoría, sustancias añadidas intencionadamente (IAS, por sus siglas en inglés). Otros patógeno de especial relevancia, en este caso por su alta virulencia, es Listeria monocytogenes. Esta bacteria grampositiva se transmite a través de alimentos contaminados, la mayoría de las veces de origen animal, como la leche, el queso o el pescado, y afecta severamente a la población infantil, mujeres embarazadas, personas inmunodeprimidas y ancianos. Para controlarla, normalmente no es posible utilizar una única estrategia y suele ser necesario combinar varias de ellas. En el Capítulo III de esta Tesis, se ha propuesto el uso de un envase activo conteniendo un péptido con propiedades antimicrobianas, ε-poli- L-lisina (EPL), como una de estas estrategias para inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes en salmón fresco. Para ello, se preparó una mezcla (50:50) de PHB y policaprolactona (PCL) por extrusión y se incluyeron en ella distintas concentraciones de EPL (1, 2, 3, 5 y 10 % m/m). A partir de estas mezclas, se prepararon laminados activos y se ensayaron frente a dos bacterias patógenas, Listeria monocytogenes como modelo de bacteria grampositiva y Salmonella enterica como modelo de gramnegativa. En este caso, el efecto antibacteriano del material fue ensayado por contacto directo entre el laminado activo y las bacterias, observándose que, en ambos casos, los materiales produjeron la inhibición del crecimiento bacteriano a las distintas concentraciones, siendo este efecto proporcional a la concentración de EPL. Además, también se estudió la liberación del péptido en simulantes alimentarios, con el objetivo de entender cómo se comportaría el material activo en contacto con diversos alimentos y se observó que en el simulante acuoso (etanol al 10 %) se consiguió una liberación mantenida en el tiempo. Por último, para evaluar el efecto del material activo en condiciones reales, se seleccionaron dos concentraciones de EPL en la mezcla (3 y 5 %) y se fabricó, por la técnica de moldeo por inyección, un prototipo de envase (bandeja) para salmón fresco. Estos envases fueron probados en un ensayo de desafío durante 12 días con salmón previamente inoculado con Listeria monocytogenes aclimatada a temperaturas de refrigeración, simulando las condiciones más probables en las que esta contaminación podría darse. Además de inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes en el salmón, este envase activo logró inhibir el crecimiento de otras bacterias alterantes propias del salmón, sin afectar a uno de los indicadores de la calidad de este (Nitrógeno Básico Volátil Total, NBVT), lo que indica que estos envases podrían alargar la vida útil del mismo y aumentar su seguridad. </abstract> </record> </records> </xml>