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.