Película de embalaje inteligente a base de antocianina de frijol negro

Como componente importante de la industria alimentaria, el envasado de alimentos desempeña un papel vital durante el transporte y el almacenamiento, protegiendo los productos de la contaminación microbiana, del deterioro físico y químico, y de los factores de estrés ambiental. 

Con la creciente atención a la higiene alimentaria y a la sostenibilidad ambiental, ha habido un rápido interés en el desarrollo de alternativas seguras, no tóxicas y respetuosas con el medio ambiente. 

El envasado inteligente

El envasado inteligente, que aprovecha las redes de sensores para percibir, detectar y registrar las condiciones ambientales internas y externas en tiempo real, permite la monitorización continua de parámetros clave y proporciona información valiosa sobre la calidad de los alimentos. Esta tecnología desempeña un papel básico en la mejora de la seguridad y la conservación de los alimentos. 

Propiedades interesantes de la proteína de soja

Las proteínas son candidatas prometedoras para el desarrollo de películas biodegradables debido a sus características estructurales inherentes. El aislado de proteína de soja es rico en aminoácidos polares, que facilitan la formación de una red compacta mediante enlaces por puente de hidrógeno, además de los aminoácidos hidrófobos que permiten interacciones lipofílicas. 

Como resultado, las películas basadas en aislado de proteína de soja presentan una excelente resistencia a la tracción y flexibilidad. Además, en condiciones de baja humedad, muestran propiedades impermeables al oxígeno y la luz ultravioleta en comparación con muchos polímeros sintéticos, lo que las convierte en elementos ideales para aplicaciones de conservación de alimentos.

Las antocianinas cambian de color según pH y actividad antioxidante

Las antocianinas de la vaina de frijol negro contienen múltiples grupos hidroxilos fenólicos y cadenas laterales de glicosilo, lo que contribuye a un sistema conjugado estable, y a cambios de color con diferentes pH. 

Estas propiedades, sensibles al pH, se alinean bien con los cambios dinámicos de pH que ocurren durante el deterioro de los alimentos. 

En condiciones de acidez intensa, las antocianinas presentan carga eléctrica positiva y su sistema de electrones conjugados les confiere un tono rojo característico. Estas sustancias son valoradas por sus rápidos y distintivos cambios de color en respuesta a las fluctuaciones del pH y su actividad antioxidante. Estas dos propiedades las hacen muy valiosas para aplicaciones en envasado inteligente de alimentos. 

Películas hidrófobas

Los materiales formadores de películas hidrófobas tienen aplicaciones importantes en impermeabilización, antiincrustaciones y resistencia a la corrosión.

Las sustancias hidrófobas biodegradables y respetuosas con el medio ambiente, al combinarse con nanopartículas para refuerzo mecánico y compuestos de organosilicio para reducir la energía superficial, pueden producir sinérgicamente sistemas hidrófobos de alto rendimiento adecuados para su uso en envases de alimentos, textiles y dispositivos médicos.

Por ejemplo, la cera de carnauba brasileña, un material naturalmente hidrófobo, forma densas barreras superficiales a través de alcanos de cadena larga, lo que impide eficazmente la penetración de agua. Las nanopartículas de dióxido de silicio (SiO₂) mejoran la hidrofobicidad rellenando los poros superficiales y creando rugosidad a escala micro y nanométrica, a la vez que mejoran la resistencia mecánica y la resistencia a la abrasión.

El polidimetilsiloxano, un compuesto de baja energía superficial rico en grupos metilo, aumenta aún más la resistencia al agua y garantiza su impermeabilidad a largo plazo. 

La combinación de estos materiales produce una película compuesta con excelente hidrofobicidad, durabilidad y compatibilidad ambiental, y su método de preparación, sencillo y económico, permite una amplia aplicación en envases de alimentos resistentes a la humedad e impermeabilización de tejidos. 

Nueva película para envases inteligentes

Un estudio reciente desarrolló una novedosa película de envasado inteligente con prometedoras propiedades antimicrobianas y físicas utilizando:

• aislado de proteína de soja como matriz formadora de película, 
• antocianinas de la cáscara de frijol negro como indicador sensible al pH, 
• vainillina como agente antimicrobiano y
• un modificador hidrofóbico ternario compuesto por
  • cera de carnauba,
  • dióxido de nanosilicio y
  • polidimetilsiloxano. 

La caracterización estructural mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica y espectroscopia infrarroja confirmó la incorporación molecular exitosa de la vainillina y las antocianinas de vaina de frijol negro en la matriz del aislado de proteína de soja, lo que indica una mayor homogeneidad estructural y compatibilidad funcional. 

Las propiedades mecánicas revelan que la película con un 6% de antocianinas de vaina de frijol negro presenta mayor resistencia a la tracción, aproximadamente tres veces superior que la película de aislado de proteína de soja puro.

Además, las evaluaciones de eficacia antimicrobiana contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli revelan que la película con un 6% de antocianinas de vaina de frijol negro exhibe importantes propiedades antibacterianas, lo que demuestra su potencial como material de envasado bioactivo eficaz. 

También, la película mostró una transición de color distintiva y visualmente perceptible, de rojo brillante (pH 3) a amarillo parduzco (pH 11). 

La película se aplicó eficazmente para monitorear la maduración y conservación de las uvas. 

Estos hallazgos indican que la película de envasado inteligente, basada en antocianinas de vaina de frijol negro, tiene un gran potencial como indicador visual de frescura, ofreciendo una solución sostenible y eficiente para el monitoreo de la calidad en tiempo real en aplicaciones de envasado de alimentos.

Una ventaja clave de este estudio radica en el uso del extracto de cáscara de frijol negro (un subproducto agrícola) para el desarrollo de envases inteligentes de base biológica, que integran sostenibilidad e innovación funcional. 

Este enfoque ofrece una nueva solución para el envasado inteligente ecológico y es de gran importancia para el avance del desarrollo sostenible de la industria del envasado de alimentos.

Fuentes

Yan, D.; Zhu, S.; Yang, T.; Zheng, H.  (2025).
Preparation and application of black bean hull anthocyanin-based smart packaging film
Food Packaging and Shelf Life, 52: 101646.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214289425002169  Acceso el 07/01/2026.
https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2025.101646  
Acceso el 07/01/2026.

Imagen
https://www.estadao.com.br/paladar/radar/feijao-preto-como-deixar-nutritivo/?srsltid=AfmBOoqHr-S1LyxcZkVCwMAJIGWGwiG06F5UiCJhtNnjDj2wx6ZluP1R   Acceso el 07/01/2026.