Películas de envasado fototérmicas de liberación controlada a base de quitosano-gelatina incorporadas con emulsiones de Pickering para la liberación de aceite de árbol de té y su aplicación en la conservación de la frescura de las bayas.

Las fresas y las uvas son especialmente sensibles al deterioro durante el almacenamiento y el transporte por su elevada humedad, su piel delicada y su contenido en azúcares. Frente a las limitaciones ambientales y funcionales de los envases convencionales derivados del petróleo, un equipo investigador ha desarrollado una película activa de base biológica.

Un material de envasado activo es aquel que, además de cubrir y proteger el alimento, libera sustancias que ayudan a conservarlo; en este caso, libera un compuesto antimicrobiano. La película está destinada a mejorar la conservación de estos frutos.

La propuesta combina quitosano y gelatina, materiales biodegradables y no tóxicos, con una emulsión de Pickering, es decir, una mezcla de aceite y agua estabilizada mediante partículas sólidas muy pequeñas. En esta emulsión, nanopartículas formadas a partir de aislado de proteína de soja, ácido tánico e iones Fe3+ (STF) estabilizan el aceite de árbol de té (TTO), un compuesto con propiedades antibacterianas, antifúngicas, antioxidantes e insecticidas.

Diseño del material activo

El primer paso consistió en preparar varias formulaciones de nanopartículas STF, elaboradas con proteína de soja, ácido tánico y hierro. STF4 es simplemente el nombre que los investigadores dieron a la formulación que mostró el mejor comportamiento.

Con STF4 se preparó STFE4, una emulsión de Pickering que contiene aceite de árbol de té. Después, esta emulsión se incorporó a una película de quitosano y gelatina. Las películas resultantes se identificaron como STFEF; el número final indica la cantidad de emulsión incorporada. Así, STFEF10 es la película que contiene un 10 % de STFE4

Resultados principales

Entre las formulaciones estudiadas, STFE4 mostró la mejor estabilidad estructural y una eficiencia de encapsulación del TTO del 84,2 %. Al incorporar esta emulsión en la matriz de quitosano y gelatina, se obtuvieron películas con buenas propiedades mecánicas y de barrera, además de actividad antioxidante y antimicrobiana.

La formulación STFEF10 alcanzó más del 98 % de actividad bactericida frente a Staphylococcus aureus y Escherichia coli bajo estimulación NIR. En las pruebas de conservación, las películas permitieron prolongar la vida útil de las bayas entre 3 y 8 días, según el tipo de fruto.

La respuesta frente a los microorganismos dependió de la presencia de la emulsión y de la irradiación. Sin luz NIR, STFEF10 alcanzó tasas de inhibición del 58,48 % frente a S. aureus y del 55,46 % frente a E. coli. Con la estimulación fototérmica, las formulaciones STFEF10 y STFEF15 mostraron la actividad antibacteriana más elevada. El efecto se atribuye a la combinación del daño térmico generado por las nanopartículas y la liberación acelerada del TTO.

La incorporación de la emulsión también reforzó la capacidad antioxidante de las películas. Esta mejora se relaciona con el ácido tánico y con los componentes activos del aceite de árbol de té.

Cómo funciona la película

Las nanopartículas STF convierten la energía de la luz infrarroja cercana (NIR) en energía térmica.

El calentamiento localizado de la película actúa como un estímulo que favorece la liberación controlada del aceite de árbol de té (TTO). De este modo, el sistema combina dos mecanismos: el efecto térmico y la acción antimicrobiana del aceite esencial.

Es importante señalar que el estudio no aplicó la formulación directamente sobre la fruta como un recubrimiento comestible. Las fresas y las uvas se colocaron en vasos de plástico, que fueron cubiertos con la película y fijados con una goma elástica, a modo de tapa activa. En este caso, se llama material de envasado activo porque, además de cubrir la fruta, libera un compuesto antimicrobiano que ayuda a conservarla. Por tanto, los autores evaluaron un material de envasado activo, no un envase comercial completo.

Biodegradabilidad y perspectivas

Las pruebas de biodegradación en suelo mostraron que las películas STFEF se desintegraron progresivamente y perdieron peso durante 14 días, mientras que la película de polietileno apenas cambió. STFEF15 presentó la degradación más rápida, con una pérdida de peso del 58 % al final
del ensayo.

Una formulación con potencial poscosecha

Los resultados indican que la luz NIR puede utilizarse como un interruptor flexible para activar el calentamiento de la película y modular la liberación del compuesto antimicrobiano cuando sea necesario. Según los autores, esta estrategia supera algunas limitaciones de los materiales tradicionales, especialmente su funcionalidad única y la liberación pasiva y poco controlada de los agentes activos.

El trabajo amplía las posibilidades de las emulsiones de Pickering en la conservación poscosecha de productos agrícolas perecederos y aporta una base técnica para el desarrollo de materiales fototérmicos destinados al envasado alimentario. Será necesario realizar estudios adicionales para
evaluar su escalado, su aplicación en formatos comerciales y las condiciones de uso de la radiación NIR fuera del laboratorio.

Fuente:

Yang, W., Liang, Q., Zeng, Z., Yang, K., Shao, W., Tan, X., Liu, S., Su, R., & Yan, J. (2026).

Photothermal controlled-release packaging films based on chitosan-gelatin incorporated with Pickering emulsions for tea tree oil delivery and their application in freshness preservation of berries. International Journal of Biological Macromolecules, 381, 154174.

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.154174

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