Dr. Pablo Ulloa: “Estamos elaborando envases naturales biodegradables, que no dejan residuos perjudiciales para el medioambiente”

El académico e investigador de la Escuela de Alimentos PUCV, Dr. Pablo Ulloa, se encuentra desarrollando envases para alimentos con cáscara de granada.

En muchas partes del mundo se está optando por productos naturales, que consideren procesos de elaboración que no generen perjuicios a la naturaleza. Sin embargo, en este escenario se ha pensado poco en los envases, muchos de ellos altamente contaminantes, que pueden ser tóxicos ante una mala manipulación y, de igual manera, pueden generar problemas al estar en contacto con algún alimento en ciertas condiciones.

A raíz de lo anterior, el académico de la Escuela de Alimentos de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), Dr. Pablo Ulloa, lleva una línea de investigación muy particular que está en etapa de prueba. Él y un equipo de la Universidad, están desarrollando envases con cáscara de granada, que además de contener los alimentos, busca dotarlos de propiedades antioxidantes y antimicrobianas.

El Dr. Ulloa estudió Ingeniería de Alimentos en la Universidad de Santiago de Chile (USACH) y gracias a una beca, pudo cursar un Magíster en Tecnología de Alimentos el que terminó el año 2008. Luego, se adjudicó una nueva beca europea, lo que le permitió estudiar un Doctorado de Alimentos en la Universidad del Algarve en Portugal. Tras esta experiencia que finalizó en 2012, realizó una pasantía en la Universidad de Oregon State, Estados Unidos, donde generó diversas publicaciones académicas que le permitieron volver a Chile e integrarse como académico de la Escuela de Alimentos de la PUCV.

Al respecto, el profesor Pablo Ulloa, en una entrevista realizada durante el segundo semestre de 2016, contó detalles del proyecto y los alcances que ha logrado con el trabajo de investigación hasta ahora realizado junto a sus estudiantes. 

¿En qué momento nace la motivación por investigar?

Me interesó la investigación durante el pregrado, cuando trabajé con envases de alimentos. Luego, al realizar mi tesis de magíster, continué esta línea, estudiando el efecto que tenía un tratamiento no térmico sobre el material de diversos envases, con el objetivo de comprobar si éstos mantenían las mismas condiciones una vez hecho el tratamiento. De esta manera, trabajamos sobre propiedades de los envases como son la permeabilidad, propiedades térmicas y mecánicas y, en paralelo, estudiamos la interacción con el alimento para determinar su vida útil.

¿Siempre ha trabajado en esta misma línea de investigación?

En el doctorado cambié la línea de investigación y trabajé con una miel específica de Portugal. La razón de esta modificación, se fundamenta en la exigencia de la universidad, que nos solicitaba elaborar trabajos distintos a los realizados en nuestro país de origen. Al respecto, es importante señalar que la miel tiene una alta valoración en Europa, principalmente por las propiedades específicas de cada tipo.

Existen mieles multiflorales donde no está definido de qué tipo de flor provienen (predominancia floral) y, por otra parte, están las monoflorales, donde existe una predominancia del polen que se encuentra en la miel, por ejemplo, naranja, romero y durazno. En este sentido, la particularidad es que toman características organolépticas en función del origen de las plantas. 

En nuestro caso, trabajamos la miel de madroño que es muy distinta a la que todos conocemos, ya que en ésta predomina el sabor amargo. Tuvimos que caracterizarla porque había muy poca información científica sobre ella en Portugal, observamos sus propiedades físico-químicas, propiedades funcionales y, además, realizamos un instrumento (lengua electrónica) para facilitar el proceso general de identificación de mieles.

¿En qué consiste ese instrumento para identificar los tipos de mieles?

Para identificar mieles, comúnmente se utiliza el conteo de polen. Este proceso consiste en mirar a través de microscopios y contar uno a uno los pólenes presentes. Luego y a razón de los más predominantes se establece la relación de origen floral. Quien realiza ese trabajo tiene que ser alguien que conozca todas las morfologías de polenes, por lo que es muy específico y demoroso. Nosotros obtuvimos una técnica rápida, utilizando una lengua electrónica para establecer el origen floral en función de ciertos patrones.

Luego vuelve a Chile como académico PUCV ¿Qué línea de investigación continuó? 

Entrar a la PUCV me permitió desarrollar en profundidad otras líneas de investigación. Comencé un estudio de investigación que fue una mezcla de ambos postgrados, tanto en mieles como envases. Estoy trabajando en la formación de biopolímeros con agentes activos para prolongar la vida útil de los alimentos.

Tradicionalmente, se buscaba que los envases no tuviesen interacción con el alimento, ya que traen compuestos químicos que pueden alterar su composición y, en este sentido, algunos son tóxicos. En este contexto, el concepto que se está llevando en la actualidad es el envasado activo, en donde se plantea lo contrario.

Así, trabajamos sobre una metodología que busca que el envase interactúe con el alimento durante su vida de almacenamiento, agregando entre otros, compuestos antioxidantes o antimicrobianos para que actúen durante un tiempo determinado en alimentos frescos o mínimamente procesados, que no hayan sido expuestos a un procedimiento térmico para inhibir enzimas y/o disminuir la carga microbiana. La idea de los envases en que estamos trabajando, radica en generar agentes activos que comiencen con el proceso de liberación a través del tiempo, para inhibir oxidación y el crecimiento de microrganismos; responsables del deterioro de los alimentos.

¿Recibió algún tipo de financiamiento para comenzar el trabajo de investigación? 

Por supuesto, siempre destaco el apoyo recibido a través del financiamiento de los proyectos internos de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios Avanzados de la PUCV, particularmente de las direcciones de investigación e innovación y emprendimiento, porque nos permiten sentar las bases de estudios mayores. 

Sobre los resultados obtenidos ¿qué podría destacar?

Junto a estudiantes de la Escuela de Alimentos PUCV, hemos hecho matrices poliméricas con agentes activos derivados del propóleo y con residuos de la cáscara de granada. El trabajo con la cáscara de granada, ha sido presentado en congresos y se han realizado artículos científicos que están en proceso de revisión. Además, nos hemos adjudicado proyectos internos, como también, actualmente nos encontramos en la segunda etapas de un proyecto de financiamiento externo.

También hemos hecho colaboraciones con otras áreas de la Universidad, como la escuela de Ingeniería Bioquímica con el profesor Álvaro Díaz, donde trabajamos matrices poliméricas activas con un biopolímero que él obtiene de un proceso de fermentativo.

¿Nos puede dar más detalles sobre los envases con cáscara de granada? 

Para el desarrollo del biofilm activo a base de cáscara de granada, primero realizamos un proceso con solventes, extrayendo los compuestos provenientes de esta fruta, los que son principalmente compuestos polifenólicos. Posteriormente, concentramos estos compuestos mediante retro-evaporación a baja temperatura y, de esta manera, se obtiene un extracto de agentes activos; los cuales presentan propiedades antioxidante y antimicrobianas. 

Luego, la matriz polimérica base es un biopolímero llamado ácido poliláctico (PLA), el cual es disuelto en solvente a temperatura ambiente, adicionando el extracto a diferentes concentraciones, con el objetivo de obtener un polímero disuelto junto con los agentes activos. Asimismo, el proceso de obtención del biofilm activo, se realiza con la técnica "solvent cast".

Luego de obtener el film, éste es caracterizado en sus propiedades físico-mecánicas, térmicas y funcionales (antioxidantes y antimicrobianas) con el objeto de evidenciar si la incorporación de los agentes activos, modificó sus prestaciones originales y posee las actividad que requerimos.

¿Cómo consiguen las cáscaras de granada?

En primera instancia comprábamos las granadas. Luego, tras un reportaje que apareció en un medio de comunicación de circulación nacional, nos contactó la Viña Apaltagua que trabaja produciendo jugo de granadas y que vio en nuestra investigación una oportunidad. Fue así como empezamos un trabajo conjunto para la reutilización de lo que, hasta hace poco tiempo, era un residuo para ellos.

¿Cómo ha funcionado esta alianza estratégica? 

Muy bien, porque han comprendido la importancia de la interacción envase – producto y los beneficios asociados que se generan al agregar compuestos activos, sean estos naturales o químicos. Actualmente, la mayoría de las empresas tienden a buscar lo natural y lo orgánico, por ello, existe mucho interés de la ciencia, por encontrar sustitutos efectivos de los materiales plásticos derivados del petróleo que hoy se usan. Asimismo, es importante como dije antes, tener clara la importancia de incorporar en los envases, compuestos naturales que actúen durante el tiempo de almacenamiento de un producto, sobre todo cuando son mínimamente procesados o frescos.

¿En qué productos han testeado los envases activos con estas características?

En Chile, este desarrollo se ha probado en envases para la industria del salmón y en frutas retardando la maduración de productos como la palta e inhibiendo el crecimiento de Botritis (hongo causante de la pudrición de la fruta) en las uvas. En síntesis, se trabaja principalmente con productos que son exportados y necesitan largo tiempo de transporte.

Actualmente, estamos caracterizando las matrices que estamos obteniendo, para después simular el efecto sobre alimentos. Principalmente, queremos realizar pruebas en frutas exportables que ocupan hoy envases de origen sintéticos, y utilizan agentes químicos como sistemas de inhibición.

¿Cuál es la respuesta de las empresas sobre este proyecto? 

Las empresas están de cierta manera preocupadas, porque los consumidores, sobe todo en el exterior, ya no solo piden productos de buena calidad, si no que se informan sobre los procesos asociados a su producción. De esta manera, se exige que lo que llega al mercado extranjero sea lo más limpio posible y menos invasivo.

Esto lo podemos graficar de la siguiente manera: Chile exporta uva y, asociado a ello, envases que la contienen y que son elaborados con polímeros sintéticos tradicionales que, en definitiva, se transforman en residuos. Esto representa un problema que queremos solucionar con nuestros envases, cuya principal característica radica en su carácter natural y en la propiedad de ser biodegradables y, con ello, asegurar que no dejará residuos en el país de destino.

¿En qué etapa están?

Tras el proceso de valoración de las propiedades antioxidantes, estamos en la validación de propiedades antimicrobianas que, principalmente, considera comparar dos bacterias para determinar en cuál de ellas inhibe de mejor forma. Al respecto, queremos establecer a qué alimentos podríamos beneficiar con el efecto antimicrobiano.

¿Van a patentar su trabajo?

Es importante señalar que ya existen materiales que se han trabajado con base a activos, como el de aceites esenciales. En nuestro caso, la particularidad radica en la variación del agente que actúa y en cómo hemos dado valor a un residuo que queda de la industria del jugo de granada que, para sus productores, representaba un estorbo que les generaba un costo adicional por su retiro. En síntesis, transformamos un problema en la oportunidad de obtener un agente activo natural, que podría ser comercializado e incorporado en la elaboración de envases amigables con el medio ambiente.

Por todo lo expuesto, estamos atentos a los resultados de los concurso FONDEF IDEA y también de la Fundación COPEC, siempre pensando en la importancia de la comercialización y el patentamiento. Tras tenerlos en nuestras manos, diseñaremos lo pasos a seguir a futuro.

¿Qué hay en el futuro del Dr. Ulloa en su rol de investigador?

Quiero continuar con esta línea de envases para alimentos de biopolímeros. Como te decía antes, con el profesor de Bioquímica, Álvaro Díaz, estamos postulando a la convocatoria de Fundación COPEC y a un FONDEF IDEA. En ambos casos, nuestra línea de investigación responde adecuadamente a las exigencias que, entre otras, considera la entrega de un prototipo asociado a empresas.

En esta misma línea, estamos a la espera de los resultados Fondecyt y, al mismo tiempo, trabajando en una alianza estratégica con una empresa en Santiago, que es una de las principales convertidoras del plástico sintético, quienes están muy interesados en nuestro proyecto.

¿Cuál considera que es el principal valor de la investigación para los estudiantes?

La posibilidad de que pueden condensar todos los conocimientos y las prácticas que realizaron durante sus cinco años en un trabajo mucho más esquematizado. Les sirve, además, para hacer prácticas en laboratorio, ensayos, aprender a ser metódicos, junto con ser proactivos y mejorar el proceso de redacción.

Al respecto, siempre les digo que si se quieren dedicar a la investigación deben ser constantes y muy decididos a la hora de aprovechar las herramientas recibidas en el proceso formativo, aplicadas a solucionar problemas. Es muy importante que reconozcan el valor de ser constante, metódicos y pacientes, ya que a veces el trabajo es lento, pero que si se realiza bien desde un inicio, pueden transformar una investigación en la principal motivación para su carrera profesional.

 

Marcelo Vásquez, periodista VRIEA