Películas de proteína de amaranto reforzadas con nanocristales de almidón de maíz

M. CECILIA CONDES; M.CRISTINA AÑÓN; ALAIN DUFRESNE; ADRIANA N MAURI

Buenos Aires

Congreso; XIII CONGRESO CYTAL- AATA Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos, 4º Simposio Internacional de Nuevas Tecnologías, II Simposio Latinoamericano sobre Higiene y Calidad de Alimentos.; 2011

AATA

Entre los biopolímeros derivados de recursos renovables, las proteínas pueden formar materiales biodegradables y/o comestibles. Sus películas presentan buenas propiedades barrera a gases, propiedades mecánicas moderadas pero son susceptibles a la humedad. El refuerzo de estos materiales con nanopartículas se presenta como una alternativa interesante para mejorar la funcionalidad de los mismos. Entre las nanocargas, los nanocristales de almidón presentan la ventaja de que pueden obtenerse de manera sencilla y económica. El objetivo de este trabajo fue estudiar la formación de materiales nanocompuestos en base a proteínas de amaranto (A. hypochondriacus) y nanocristales de almidón de maíz (común y waxy) y analizar el efecto que tiene la distinta relación amilosa:amilopectina de los gránulos de almidón, en el refuerzo de los respectivos nanocristales. Los nanoalmidones se obtuvieron mediante hidrólisis controlada de almidón comercial, con H2SO4 3,16M en una relación de 14,69 % p/v agitando a 100 rpm a 40 ºC durante 5 días. Luego se lavaron por centrifugación hasta llegar a neutralidad y se almacenaron a 4 ºC hasta agregarlos como refuerzo en las películas. Las películas se formaron por casting a partir de dispersiones que contenían 5 % p/v de aislado proteico de amaranto, 1,25 % p/p de glicerol (usado como plastificante) y diferentes cantidades de nanocristales de almidón: 0, 3, 6, 9 y 12 % p/p, respecto del peso de aislado. Todas las películas obtenidas fueron homogéneas y el agregado de cristales de almidón no afectó el espesor, el contenido de agua y la apariencia (medida por el color y la opacidad) de las mismas. Pero al incrementarse el contenido de nanocristales a la formulación, aumentó significativamente la resistencia a la rotura y el módulo de Young de las películas en detrimento de una disminución de la elongación, así como disminuyó la permeabilidad al vapor de agua (WVP) y la absorción de agua. Los nanocristales de almidón de maíz produjeron un efecto de refuerzo más efectivo que los correspondientes a maíz waxy. A modo de ejemplo, las películas nanocompuestas reforzadas con 12 % de nanocristales mejoraron la resistencia a la tracción en un 470 y 140 %; y el módulo de Young en un 970 y 450 %, para maíz y maíz waxy respectivamente, respecto del control. Por su parte, la formulación que presentó la menor WVP fue la correspondiente al refuerzo de 9 y 12 % de almidón de maíz, y la mayoría de las formulaciones reforzadas con estos cristales disminuyeron su absorción de agua en mayor proporción que las de maíz waxy. La superficie de los nanocompuestos reforzados con cristales de maíz mostró una estructura de lamela fracturada para todas las formulaciones, con excepción del agregado del 9 %, que presentó una estructura más lisa, similar al control. Las películas reforzadas con nanocristales de maíz waxy también presentaron una estructura de lamela fracturada hasta el agregado de 12 %, luego del cual la estructura se volvió más rugosa. El agregado de nanocristales de almidón de distinto tipo llevó a la modificación de la microestructura y a la mejora de las propiedades mecánicas y de resistencia al agua de los nanomateriales obtenidos.