Un equipo de investigación liderado por el Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València ha desarrollado un polímero ‘inteligente’ basado en el uso de esencias naturales encapsuladas en estructuras tipo MOF. Este material actúa contra dos bacterias responsables de intoxicaciones alimentarias en los consumidores. El trabajo aparece publicado en la revista Applied Materials&Interfaces.
Prolongar la eficacia de la acción antibacteriana en la protección de alimentos mediante compuestos bioactivos naturales, encapsulados en estructuras moleculares y liberados bajo control –“delivery” – es un campo prometedor para la industria de la alimentación. Sirve para mejorar la seguridad alimentaria, la calidad nutricional de los productos y su nivel de salubridad. Todos ellos, factores clave en el llamado “consumismo verde”.
El trabajo, recientemente publicado por la revista Applied Materials&Interfaces, de la American Chemical Society, presenta el desarrollo de un material ‘inteligente’, basado en un polímero metal orgánico –MOF– que alberga moléculas de aceite esencial y que, al liberarlas de un modo singular, fomenta una actividad antibacteriana prolongada. El sistema se ha testado contra dos bacterias –Escherichia coli y Listeria innocua– responsables de algunas intoxicaciones alimentarias en los consumidores. Según describe el artículo, el material empleado para este tipo de delivery es el MIL-100(Fe) y la molécula natural activa es el carvacrol, presente en la esencia del orégano y el tomillo. Liderado por el Crystal Engineering Lab (CEL) del ICMol, el trabajo cuenta con la colaboración del Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos (IATA-CSIC) y la Universidad de Lisboa.
Los materiales MOF permiten la captación, el almacenaje y el suministro controlado de moléculas activas gracias a una configuración adecuada de su estructura química. Esa estructura no solo protege y estabiliza la molécula activa –en este caso el carvacrol–, sino que además proporciona un sistema de administración prolongada sin precedentes que potencia su efecto antimicrobiano de manera extraordinaria.
“Aunque el carvacrol ya se empleaba habitualmente como aditivo alimentario para prevenir la contaminación por bacterias, lo interesante de este nuevo método de encapsulado es que, además de ser biocompatible, permite el suministro prolongado de la molécula almacenada y alarga así su acción antibacteriana”, comenta Mónica Giménez, investigadora Ramón y Cajal en el Instituto de Ciencia Molecular y responsable del proyecto. “Cada día más, la industria alimentaria requiere soluciones naturales para reducir los problemas de deterioro de la seguridad y calidad de los alimentos, producido por el crecimiento de microorganismos alterantes o patógenos”, añade Rafael Gavara, investigador del IATA y coautor del artículo.
Aptos para la producción a gran escala
Los aceites esenciales son sustancias naturales extraídas de plantas con propiedades farmacológicas y aplicadas de forma empírica desde hace siglos. Son bien conocidos el poder antibacteriano del carvacrol, las propiedades antisépticas del anetol, el citral, el geraniol y el timol, o las propiedades antioxidantes y antitumorales de los compuestos fenólicos. Sin embargo, su baja solubilidad, su elevada volatilidad y la escasa reproducibilidad de su actividad dificultan a menudo la producción a gran escala de este tipo de aceites. “En las técnicas de encapsulado en MOF, al tratarse de materiales de gran porosidad y alta capacidad de carga, este problema queda superado y la producción a gran escala es posible”, explica Mónica Giménez.
Carvacrol@MIL-100(Fe), como se denomina el MOF obtenido, podría tener aplicaciones interesantes en envasado de alimentos.
Referencia:
Exploiting the Redox Activity of MIL-100(Fe) Carrier Enables Prolonged Carvacrol Antimicrobial Activity. Katia CaEssential oils encapsulated in MOF materials to improve food safetyamaño, Raquel Heras-Mozos, Joaquín Calbo, Jesuś Cases Díaz, Joaõ C. Waerenborgh, Bruno J. C. Vieira, Pilar Hernández-Muñoz, Rafael Gavara, and Mónica Giménez-Marqués. Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 8, 10758–10768. https://doi.org/10.1021/acsami.1c21555
FOTO: La investigadora del ICMol Katia Caamaño sostiene una muestra del composite basado en MOF con propiedades antimicrobianas.