Elaboración y caracterización de biopelículas elaboradas con quitosano y adicionadas con partículas de almidón

Abstract

En los últimos años, la contaminación ambiental resultante de los materiales derivados de petróleo se ha convertido en un grave problema a nivel mundial, gran parte es debida a la cantidad de materiales y empaques de las diferentes industrias principalmente la alimenticia. Materiales tales como poliestireno (PS), polietileno (PE), polipropileno (PP) y el tereftalato de polietileno (PET) se han utilizado ampliamente en las industrias de alimentos y envases. Estos materiales requieren cientos de años para degradarse en compuestos básicos. En la actualidad, se están realizando esfuerzos en el diseño de películas a base de productos orgánicos, que brinden propiedades de barrera y que mantengan la calidad de los productos. A grandes rasgos el desarrollo y aplicación específica de biopelículas es un reto, ya que estas no pueden ser usadas de forma universal. Entre los materiales más utilizados para el desarrollo de las películas se encuentran los polisacáridos, como gomas, almidones, quitosano, carrageninas, proteínas, etc. El quitosano es el segundo polisacárido más abundante que se encuentra en la naturaleza, tiene características de biocompatibilidad, biodegradabilidad y actividad antimicrobiana, que son de gran interés en los empaques alimenticios. Debido a sus propiedades de formación de película y su carácter antimicrobiano, el quitosano es un material potencialmente útil en el embalaje de alimentos. Sin embargo, las biopelículas presentan propiedades físicas y mecánicas que deben mejorarse para competir con los polímeros derivados del petróleo. Actualmente se están investigando combinaciones de polisacáridos y plastificantes para mejorar dichas características. El objetivo del presente proyecto de tesis fue la elaboración y caracterización de biopelículas hechas a base de quitosano adicionadas con partículas de almidón de maíz. Para ello se procedió a la elaboración de las películas, a la obtención de las partículas de almidón de maíz, para posteriormente evaluar las propiedades físicas, ópticas y mecánicas de las diferentes formulaciones que se analizaron. Las biopelículas resultantes fueron translúcidas, la adición de las partículas de almidón de maíz en la formulación provocó que el porcentaje de solubilidad en agua de la biopelícula disminuyera este valor de 61.44% a 56.17%. Las propiedades físicas y mecánicas de las biopelículas obtenidas fueron aceptables comparadas con las reportadas en estudios donde usaron quitosano y almidón de maíz. El análisis de color mostró que la adición de partículas de almidón de maíz en las biopelículas provoca diferencias significativas en la coordenada b* teniendo una influencia hacia el color azul o amarillo de las biopelículas. La microscopía óptica mostró que la adición de partículas de almidón de maíz provocó irregularidades en las biopelículas debido a la aglomeración de las mismas. Al aumentar la concentración de partículas aumentaron las irregularidades, sin embargo, esto no tuvo un efecto significativo en el espesor de las biopelículas, estas fueron delgadas y homogéneas de 0.05 mm de espesor. Las propiedades mecánicas indicaron que la adición de partículas de almidón disminuye la resistencia a la tracción de 5 MPa hasta 4.3 MPa de las biopelículas. Esto significa que la adición de las partículas de almidón hace que las biopelículas se estiren menos y se rompan con menor fuerza aplicada.