Proyecto H2020 NanoPack: Línea piloto de producción de nanocompuestos poliméricos funcionales a partir de nanotubos de halloysita naturales: demostración de liberación controlada de antimicrobianos activos en aplicaciones de envasado de alimentos.

Las actividades incluyeron trabajo preparatorio, 4 pilotos y actividades para aumentar el impacto del proyecto. El trabajo preparatorio incluyó la funcionalización de las superficies internas y externas de los HNT para maximizar la carga y la liberación controlada de cargas útiles antimicrobianas. Además, se probó la actividad antimicrobiana de 12 EO y sus combinaciones contra microorganismos alimentarios relevantes. Específicamente, una combinación de carvacrol, timol y cinamaldehído mostró una actividad antimicrobiana muy prometedora y sinérgica contra E. coli, Listeria innocua y Penicillium commune (que representan bacterias Gram positivas, bacterias Gram negativas y moho, respectivamente) y se probaron diferentes concentraciones en los pilotos para lograr la mayor eficacia antimicrobiana a bajas concentraciones. Se realizó un escalado exitoso del proceso de carga en 3 tipos de HNT: prístinos (sin procesar) y 2 tipos de HNT funcionalizados: grabados y silanizados. El proceso de carga imparte estabilidad térmica mejorada en al menos 30 °C a los EO, lo que permite su composición en estado fundido con polímeros a altas temperaturas de fabricación. Se realizó con éxito la composición por fusión de tres tipos de HNT cargados del Piloto I con diferentes polímeros. Se caracterizaron los masterbatches del Piloto II para evaluar la procesabilidad y la actividad antimicrobiana. El procesamiento de diversos compuestos como parte del Piloto III se realizó utilizando las instalaciones existentes en plantas piloto industriales. Además, se produjeron películas en instalaciones industriales grandes y pequeñas, CFlex y Tommen, respectivamente, lo que demostró la transferibilidad de la tecnología a plantas de producción grandes y pequeñas. 

Se probaron diversas configuraciones de películas activas NanoPack (diferentes números de capas y diversos contenidos de aceites esenciales) en diferentes sistemas alimentarios, incluyendo productos lácteos, productos de panadería, carne, pescado y productos frescos (cerezas). Se realizó una evaluación de la seguridad del uso de HNT, tanto para el personal que trabaja en la fabricación de productos como para los consumidores que consumen alimentos envasados con NanoPack. Estudios de seguridad y toxicidad en ratones revelaron que los HNT no causan citotoxicidad; sin embargo, los HNT grabados (e-HNTS) se asociaron con inflamación pulmonar. El trabajo con HNT durante la aplicación a gran escala de HNT prístinos y grabados es viable si se toman las precauciones recomendadas. Estudios ecotoxicológicos investigaron los efectos de los HNT prístinos y los e-HNT en el medio acuático. Las pruebas con D. magna no mostraron inhibición de la reproducción en el caso de los HNT prístinos, pero los e-HNT prolongaron el período hasta la primera cría y redujeron el número de crías vivas. Los resultados impulsaron la decisión de proceder únicamente con HNT prístinos. Los estudios de migración midieron el movimiento de los HNT y los aceites esenciales desde las películas hasta los alimentos. Se concluyó que los HNT no migran fuera de la película. Se prepararon expedientes para los HNT y los tres potentes aceites esenciales (OE) para su presentación a la EFSA. Esto se realizó tras determinar cómo un envase activo debía obtener la aprobación para contacto con alimentos en la UE. Se realizaron estudios de evaluación del ciclo de vida (ECV) de forma continua, incluyendo la evaluación ambiental del ciclo de vida (EAV), el coste del ciclo de vida (ECV) y la evaluación social del ciclo de vida (ECV-s). 

Los resultados mostraron que los HNT no contribuyen significativamente a los posibles impactos ambientales globales. El ECV mostró que el coste final por m² de la película de plástico se ajusta al coste medio de una película multicapa en el mercado (entre 3 y 5 €/kg). El ECV-s mostró que los mayores riesgos se identificaron en la fase de extracción de recursos, donde participan más países en desarrollo. La gestión de la innovación continuó durante todo el proyecto y se concluyeron los estudios de viabilidad comercial. Se realizaron estudios de aceptación por parte de consumidores y minoristas a nivel global en Europa y China, que mostraron resultados prometedores en cuanto a la aceptación de la tecnología NanoPack por parte de consumidores y minoristas. Se exploraron oportunidades de explotación más allá del proyecto entre socios industriales, y algunos socios de investigación expresaron interés en colaborar. La comunicación de los resultados a una amplia gama de grupos de interés clave se realizó a través de diversas herramientas y canales específicos, incluyendo un sitio web, folletos, roll-ups, artículos en medios especializados, boletines informativos, participación en medios, seminarios web, artículos científicos, videos, redes sociales y presencia en eventos. 

Se produjeron siete publicaciones científicas y dos más están en preparación basadas en el trabajo de NanoPack. Se realizaron talleres de capacitación sobre el uso de HNT como portadores de aceites esenciales antimicrobianos en envases de alimentos, y el evento final se celebró en asociación con el evento internacional de envasado de AIPIA, donde el proyecto se presentó ampliamente. Los miembros del consorcio participaron como ponentes, dirigieron sesiones y contaron con un stand.