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Administración y Negocios Digitales Administración y Negocios Sostenibles Business AnalyticsPelículas inteligentes a base de papas nativas pigmentadas: innovación peruana en empaques sostenibles para alimentos
En las últimas décadas, la humanidad se enfrenta al doble desafío de garantizar la seguridad alimentaria y reducir el impacto ambiental de los residuos generados por la industria de los empaques.
Escrito por:
UTEC
En las últimas décadas, la humanidad se enfrenta al doble desafío de garantizar la seguridad alimentaria y reducir el impacto ambiental de los residuos generados por la industria de los empaques. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), cerca del 30 % de los alimentos producidos a nivel mundial se desperdician antes de llegar al consumidor, en gran parte por el deterioro durante el transporte y almacenamiento. En paralelo, los empaques plásticos convencionales, derivados del petróleo, representan uno de los principales contaminantes ambientales debido a su baja degradabilidad y a la acumulación masiva en vertederos y océanos. Ante esta problemática, la investigación científica en materiales biodegradables y empaques inteligentes se ha consolidado como una prioridad global.
Los empaques inteligentes son sistemas capaces de monitorear las condiciones del alimento contenido, ofreciendo información en tiempo real sobre su estado de conservación. Entre las estrategias más innovadoras se encuentra el uso de películas que incorporan indicadores colorimétricos sensibles a variaciones de pH, que permiten detectar el deterioro de productos alimenticios sin necesidad de abrir el envase. Esta tecnología, además de reducir el desperdicio, contribuye a fortalecer la confianza del consumidor y a prolongar la vida útil de los productos. En este contexto, investigadores peruanos han desarrollado una propuesta innovadora basada en el uso de recursos biológicos locales: las papas nativas pigmentadas.
Las películas inteligentes a base de biopolímeros se han convertido en un área de investigación clave dentro de la ingeniería química, la biotecnología y la ciencia de materiales. En los últimos años, los estudios se han enfocado en la combinación de polímeros naturales —como el almidón, la celulosa o el quitosano— con compuestos bioactivos que actúan como sensores de cambios fisicoquímicos. Entre estos, las antocianinas destacan por su alta sensibilidad a las variaciones de pH y su capacidad de cambiar de color en respuesta a la acidez del medio, lo que las convierte en excelentes indicadores para aplicaciones alimentarias.
En el Perú, la papa nativa pigmentada constituye una fuente excepcional tanto de almidón como de antocianinas. Estas variedades, cultivadas ancestralmente en regiones andinas, concentran una diversidad genética única y representan un recurso estratégico para el desarrollo de bioproductos sostenibles. Aprovecharlas como materia prima para empaques inteligentes no solo promueve la innovación tecnológica, sino que también contribuye al fortalecimiento de la cadena agroindustrial nacional y al reconocimiento del valor biotecnológico de los cultivos nativos.
En el marco del Contrato PE501080349-2022 del programa PROCIENCIA, el proyecto ‘Desarrollo de películas inteligentes de alcohol polivinílico con almidón y antocianinas de papas nativas pigmentadas, como indicadores de pH en empaques de alimentos fermentados de tarwi’ fue concebido con el objetivo principal de obtener y evaluar películas poliméricas biodegradables que no solo protejan los alimentos, sino que además informen visualmente sobre su estado de frescura mediante cambios de color.
El estudio integró un enfoque multidisciplinario que abarcó desde la extracción de biopolímeros hasta la caracterización fisicoquímica de los materiales obtenidos. La elección del tempeh de tarwi como alimento modelo respondió a su naturaleza fermentada, ya que este tipo de productos experimenta variaciones significativas de pH durante su almacenamiento, convirtiéndose en un excelente sistema para probar la respuesta colorimétrica de las películas desarrolladas.
La investigación se desarrolló siguiendo un riguroso procedimiento experimental. En primera instancia, se realizó la extracción del almidón de papas nativas mediante métodos convencionales y a partir de material liofilizado, logrando rendimientos superiores al 70 %. De manera paralela, se extrajeron las antocianinas mediante soluciones etanólicas acidificadas con ácido cítrico, garantizando una alta pureza y estabilidad del pigmento obtenido.
Posteriormente, se sintetizaron las películas inteligentes combinando almidón de papa nativa, alcohol polivinílico (PVA) y extractos de antocianinas. Las formulaciones fueron evaluadas en distintas proporciones de PVA:almidón (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 y 0:100), con el fin de optimizar sus propiedades mecánicas, de solubilidad y de respuesta al pH. Las pruebas incluyeron análisis de humedad, solubilidad, ángulo de contacto, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía infrarroja (FT-IR) y determinación de la sensibilidad cromática frente a soluciones tampón y alimentos fermentados.
Los resultados demostraron que las películas basadas en almidón de papa nativa presentaron baja solubilidad y humedad moderada, lo que asegura su estabilidad durante el contacto con alimentos. La incorporación de antocianinas incrementó ligeramente la humedad y la capacidad de respuesta cromática, sin comprometer la integridad del material. En las formulaciones mixtas con PVA, se observó una notable mejora en la resistencia mecánica y en la elasticidad de las películas, alcanzando un equilibrio ideal entre rigidez y flexibilidad.
En los ensayos de sensibilidad al pH, las películas exhibieron una transición visible de color que varió desde tonalidades rojizas en medios ácidos hasta verdes y amarillentas en medios alcalinos. Este cambio fue fácilmente perceptible a simple vista, lo que confirma su utilidad como indicadores visuales de deterioro. En particular, las pruebas realizadas con tempeh de tarwi evidenciaron una respuesta cromática correlacionada con las etapas del proceso de fermentación y el aumento progresivo del pH.
El desarrollo de estas películas inteligentes representa un avance significativo en la ingeniería de empaques sostenibles. Su fabricación a partir de materias primas naturales y locales contribuye a la reducción de residuos plásticos y promueve el aprovechamiento de recursos agroindustriales peruanos. Además, la posibilidad de monitorear el estado de los alimentos de manera no invasiva refuerza la seguridad alimentaria y la trazabilidad dentro de la cadena de suministro.
Desde una perspectiva tecnológica, este proyecto abre nuevas líneas de investigación en el área de sensores ópticos biodegradables, biopolímeros funcionales y nanocompuestos activos. La transferencia de esta tecnología a la industria podría facilitar la creación de empaques inteligentes accesibles, compatibles con los estándares internacionales de inocuidad y sostenibilidad.
La integración de películas inteligentes en la industria alimentaria tiene un amplio potencial de expansión. Futuras investigaciones podrían explorar la incorporación de nanopartículas, aceites esenciales o extractos antioxidantes para conferir propiedades antimicrobianas adicionales. Asimismo, el desarrollo de sistemas de detección multivariable permitiría monitorear simultáneamente parámetros como temperatura, humedad y gases volátiles.
En el ámbito académico, este proyecto constituye una referencia de investigación aplicada con impacto real en la sociedad, demostrando cómo la ciencia de materiales y la ingeniería química puede contribuir al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), particularmente en lo referente a la producción y consumo responsables (ODS 12) y a la innovación industrial (ODS 9).
El proyecto de desarrollo de películas inteligentes a base de papas nativas pigmentadas constituye una contribución emblemática al avance de la ingeniería química y de materiales en el Perú. Su carácter interdisciplinario y su enfoque sostenible reflejan la capacidad de la comunidad científica nacional para generar soluciones tecnológicas de alto valor agregado, con identidad local y pertinencia global.
Este esfuerzo reafirma el papel de la Universidad de Ingeniería y Tecnología como motor de innovación, al conectar el conocimiento científico con las necesidades del entorno productivo y ambiental. Las papas nativas, símbolo de biodiversidad y patrimonio agrícola, se consolidan así como fuente de inspiración y materia prima para una nueva generación de empaques ecológicos e inteligentes, que integran tradición, ciencia y sostenibilidad.
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