Investigadores utilizan hongos para crear envases alimentarios sin plástico
El micelio hace que los envases sean resistentes al agua y al aceite como el plástico
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Si entra en cualquier supermercado, encontrará un pasillo tras otro de alimentos envueltos en una gran variedad de plásticos. La preocupación por las sustancias químicas y el plástico de los envases alimentarios ha ido en aumento en los últimos años. Según un estudio reciente, más de una cuarta parte de las 16.000 sustancias químicas utilizadas para fabricar plástico suponen un riesgo para la salud humana. Los consumidores quieren alternativas sin perder la comodidad del plástico.
Una gota de agua sobre nanofibrilas de celulosa recubiertas de micelio para fabricar envases sin plástico. Es parte de una prueba para comprobar la resistencia al agua de una superficie de nanofibrilas en el laboratorio.
Photo courtesy of the Howell Biointerface Lab.
Investigadores de la Universidad de Maine buscaron una solución en la naturaleza. Crearon un nuevo material de envasado de alimentos, impermeable al agua y al aceite, hecho de micelio de setas y nanofibrilas de celulosa (CNF) de madera que se descompone fácilmente una vez finalizada su función.
El micelio es el sistema de raíces de los hongos que se esconde bajo estructuras más visibles, como las setas. Crean redes que pueden ser kilométricas o milimétricas. Lo que los hace especiales en los envases es su capacidad para resistir al agua. Los materiales hechos de micelio se han hecho cada vez más populares, sirviendo para una amplia gama de materiales, desde cuero hasta ladrillos.
"Los plásticos son muy buenos para lo que hacen, pero también lo fueron para siempre los productos químicos y el plomo de las pinturas y la gasolina", afirma Caitlin Howell, profesora asociada de bioingeniería de la UMaine. "A veces tardamos en comprender las repercusiones a largo plazo de las cosas que inventamos, pero lo bueno es que cuando lo hacemos, podemos cambiar. Lo bueno de los hongos es que ya los comemos, así que sabemos que van a ser seguros para nosotros a largo plazo."
Los investigadores de la UMaine llevan tiempo apostando por los materiales de CNF por su resistencia a los aceites y sus características biodegradables. El CNF es un tipo de celulosa, un polímero natural derivado de las plantas, que mediante distintos procesos puede utilizarse para una gama cada vez más amplia de aplicaciones.
El nuevo material combina CNF con un recubrimiento de micelio para aprovechar las ventajas de ambos, resistencia al agua y a los aceites, convirtiéndose en un sustituto perfecto de los envases de plástico para alimentos.
"La naturaleza tiene soluciones y, como humanos, podemos estudiarlas y adaptarnos a ellas para que encajen mejor en nuestro ecosistema, no tenemos por qué elegir el plástico", afirma Howell.
Cuando los investigadores dan al micelio un material sobre el que crecer, en este caso CNF, intenta crecer de forma natural y encajar por los huecos. "Básicamente, intentamos imitar lo que necesitan en la naturaleza", explica Sandro Zier, doctorando en ingeniería química del laboratorio de Howell que dirigió la investigación.
El hongo utilizado para el recubrimiento de micelio se cultiva con antelación y luego se mezcla con una mezcla de nutrientes adicionales para ayudarle a crecer. A esa mezcla se añaden los CNF. La mezcla garantiza que las hifas, los pequeños filamentos ramificados que forman la estructura de un hongo, empiecen siendo pequeñas y crezcan uniformemente. El caldo de extracto de malta estimula el crecimiento del hongo. Los CNF cumplen una doble función, como alimento para el micelio y añadiendo sus propias propiedades de barrera resistente a la grasa.
Una vez que el recubrimiento crece y se seca, tiene un grosor de unas 20-25 micras, una cuarta parte del grosor de un cabello humano. El mismo proceso se puede utilizar para aplicar este recubrimiento sobre un material como el papel o para crear una película de CNF y micelio que sea ligeramente borrosa por un lado y de tacto plástico por el otro.
Para este proyecto, los investigadores seleccionaron el hongo Trametes versicolor, que crece en árboles en descomposición. De este modo, el micelio podía utilizar los CNF derivados de la madera para su propio crecimiento. Se han utilizado hongos similares para unir tableros de partículas, por ejemplo. Uno de los objetivos principales del estudio era acelerar el proceso de recubrimiento.
"Tradicionalmente, cuando se cultivan materiales de micelio, se necesitan semanas para obtener algo que se pueda utilizar", dijo Howell. Zier y el equipo de investigación consiguieron reducir el proceso de semanas a tres días. Siguen perfeccionando el proceso para ampliar su trabajo.
Mejorar la escala de producción abarata el ya de por sí bajo coste de este envase. Adaptando el método de recubrimiento a máquinas industriales comunes se podría escalar el proceso de centímetros cuadrados por hora a metros cuadrados por hora. Zier está trabajando con un equipo de investigadores universitarios para desarrollar un método que utilice un sistema rollo a rollo que aumentaría la escala y acercaría la investigación a la comercialización.
El éxito del equipo en el uso de hongos para fabricar materiales más sostenibles alimenta su entusiasmo por esta investigación.
"Quizá no necesitemos que el hongo crezca a través de todo", afirma Howell. "Tal vez podamos utilizarlo sólo en la parte superior como una capa. Creo que abre un montón de nuevas vías para crear materiales sostenibles".
Los nuevos materiales sostenibles son especialmente importantes, ya que la necesidad de alejarse del plástico se hace cada año más imperiosa, con una atención creciente a los riesgos potenciales para la salud de los microplásticos y los 19-23 millones de toneladas de plásticos que se abren camino anualmente en ríos, lagos y océanos, según las Naciones Unidas.
"Todo el mundo está contribuyendo a crear materiales más respetuosos con la naturaleza", afirma Zier. "Esa es una gran motivación para mí. Si voy al océano, veo plástico. Si quiero que mis hijos entren en el océano, no deberían verlo más".
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