La función principal de este biopolímero es preservar la pérdida de agua desde el interior celular.
Investigadores del Instituto de Ciencias
Materiales de Sevilla (CSIC-US) y de la Universidad de Málaga han
patentado un plástico biodegradable procedente de la piel de tomate con
aplicaciones en el campo de la alimentación y salud, entre otros.
Estos
expertos, que trabajan en el proyecto de excelencia de la Junta de
Andalucía Biomimética de materiales. Síntesis de biopoliésteres tipo
cutina y su aplicaciones tecnológicas y farmacológicas, han tomado como
referencia el componente principal de la epidermis de la piel de este
fruto: un biopoliéster denominado cutina que constituye la matriz de la
capa cuticular que recubre la superficie de las hojas, tallos no
lignificados y frutos de las plantas superiores. La función principal
de este biopolímero es preservar la pérdida de agua desde el interior
celular y de actuar como interfase entre la planta y el medio externo.
José Jesús Benítez Jiménez, responsable del proyecto, asegura que "la
cutina se contempla como un producto biocompatible, biodegradable y no
tóxico que la propia naturaleza emplea como capa protectora de frutos y
hojas, y, por tanto, susceptible de ser adaptado artificialmente y
empleado como material comercial para el envasado de alimentos".
"Sorprendentemente, y a pesar de formar parte de tejidos vegetales muy
diversos, el proceso evolutivo ha conducido a que la composición
química de la cutina vegetal sea muy homogénea", subraya.
Entre las
claves en el diseño de este nuevo material destacan las características
bioquímicas en la formación de la piel. "Se trata de una ruta descrita
que hemos empleado en la elaboración del producto final. Los monómeros,
obtenidos con la manipulación de la piel en medio alcalino, poseen unas
propiedades físico-químicas intrínsecas que lo convierten en los más
adecuados para alcanzar el éxito en la operatividad del biopoliéster en
el medio natural", apunta. "Tan solo hay que someter este producto
final a determinadas condiciones físico-químicas para obtener un
plástico que se ajuste a nuestras necesidades".
El
material resultante es viscoelástico con un grosor "a la carta" y de
color anaranjado. Es inocuo y biodegradable y su durabilidad es la
misma que la de la piel del fruto. "En la actualidad estamos realizando
pruebas mecánicas, de resistencia, elasticidad, transparencia y
opacidad".
El propio Benítez apunta que el
material de partida -en este caso el fruto de tomate-puede ser otro
bien distinto. "La materia prima es gratis, puesto que son desechos
industriales de la industria alimentaria. No obstante, en un futuro
probaremos con otras", aclara.
Abundante y económico
Aunque
la cutina es el material polimérico lipídico más abundante en la
biosfera, y es conocido desde hace tiempo, su formación en las plantas
a partir de los monómeros constituyentes no está bien descrita y se
desconoce con exactitud en la actualidad. Mecanismos basados en la
participación directa o indirecta de una o varias enzimas sólo aportan
datos sobre la síntesis de los monómeros en las células epidérmicas
vegetales y sobre su transporte a la superficie de la hoja o fruto.
Pero, una vez sintetizados los monómeros, se desconoce con exactitud
cómo se ensamblan o unen químicamente entre sí para formar el
biopoliéster cutina. En este sentido se ha aplicado una metodología
basada en las técnicas de sonda de proximidad (SPM) que ha revelado
dicha capacidad de interacción entre las moléculas de monómero.
La
mayoría de los especialistas en cutícula vegetal aceptan un esquema en
el que al final del desarrollo celular, y una vez depositadas las ceras
cuticulares en forma cristalina en su parte más externa, comienza a
generarse la cutina junto con la pared celular secundaria. Estas
primeras capas de material de naturaleza lipídica que se depositan en
la parte más externa de las células epidérmicas y que aparece en
estadíos iniciales de desarrollo de las células epidérmicas de las
hojas y frutos se denomina procutina. Se trata de una capa de
estructura pseudolaminar y de espesor nanométrico que ha sido
caracterizada por microscopía electrónica.