Un equip de recerca liderat per l’Institut de Ciència Molecular (ICMol) de la Universitat de València ha desenvolupat un polímer intel·ligent basat en l’ús d’essències naturals encapsulades en estructures tipus MOF. Aquest material actua contra dos bacteris responsables d’intoxicacions alimentàries als consumidors. El treball apareix publicat a la revista Applied Materials&Interfaces.
Prolongar l’eficàcia de l’acció antibacteriana en la protecció d’aliments mitjançant compostos bioactius naturals, encapsulats en estructures moleculars i alliberats sota control –delivery– és un camp prometedor per a la indústria de l’alimentació. Serveix per millorar la seguretat alimentària, la qualitat nutricional dels productes i el nivell de salubritat. Tots ells, factors clau en l’anomenat consumisme verd.
El treball, publicat recentment per la revista Applied Materials&Interfaces, de l’American Chemical Society, presenta el desenvolupament d’un material ‘intel·ligent’, basat en un polímer metall orgànic –MOF– que conté molècules d’oli essencial i que, en alliberar-les d’una manera singular, fomenta una activitat antibacteriana prolongada. El sistema s’ha testat contra dos bacteris –Escherichia coli i Listeria innoqua– responsables d’algunes intoxicacions alimentàries als consumidors. Segons descriu l’article, el material emprat per a aquest tipus de delivery és el MIL-100(Fe) i la molècula natural activa és el carvacrol, present en l’essència de l’orenga i la farigola. Liderat pel Crystal Engineering Lab (CEL) de l’ICMol, el treball compta amb la col·laboració de l’Institut d’Agroquímica i Tecnologia dels Aliments (IATA-CSIC) i la Universitat de Lisboa.
Els materials MOF permeten la captació, l’emmagatzematge i el subministrament controlat de molècules actives gràcies a una configuració adequada de la seua estructura química. Aquesta estructura no només protegeix i estabilitza la molècula activa –en aquest cas el carvacrol–, sinó que a més proporciona un sistema d’administració prolongada sense precedents que en potencia l’efecte antimicrobià de manera extraordinària.
“Encara que el carvacrol ja s’utilitzava habitualment com a additiu alimentari per previndre la contaminació per bacteris, l’interessant d’aquest nou mètode d’encapsulat és que, a més de ser biocompatible, permet el subministrament prolongat de la molècula emmagatzemada i allarga així la seua acció antibacteriana”, comenta Mónica Giménez, investigadora Ramón y Cajal a l’Institut de Ciència Molecular i responsable del projecte. “Cada dia més, la indústria alimentària requereix solucions naturals per a reduir els de deteriorament en la seguretat i qualitat dels aliments, produït pel creixement de microorganismes alterants o patògens”, afegeix Rafael Gavara, investigador de l’IATA i coautor de l’article.
Aptes per a la producció a gran escala
Els olis essencials són substàncies naturals extretes de plantes amb propietats farmacològiques i aplicades de manera empírica des de fa segles. Són ben coneguts el poder antibacterià del carvacrol, les propietats antisèptiques de l’anetol, el citral, el geraniol i el timol, o les propietats antioxidants i antitumorals dels compostos fenòlics. Tot i això, la baixa solubilitat, l’elevada volatilitat i l’escassa reproductibilitat de la seua activitat dificulten sovint la producció a gran escala d’aquest tipus d’olis. “En les tècniques d’encapsulat a MOF, en tractar-se de materials de gran porositat i alta capacitat de càrrega, aquest problema queda superat i la producció a gran escala és possible”, explica Mónica Giménez.
Carvacrol@MIL-100(Fe), com s’anomena el MOF obtingut, podria tindre aplicacions interessants en envasament d’aliments.
Referència:
Exploiting the Redox Activity of MIL-100(Fe) Carrier Enables Prolonged Carvacrol Antimicrobial Activity. Katia Caamaño, 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
Peu de foto: La investigadora de l’ICMol Katia Caamaño sosté una mostra del compòsit basat en MOF amb propietats antimicrobianes.