Obtención y caracterización de bioplásticos moldeados por inyección a base de almidón de mandioca para su uso en el envasado de alimentos

OTÁLORA GONZÁLEZ, CARLOS MAURICIO; ÁLVAREZ CASTILLO, ESTEFANÍA; BENGOECHEA, CARLOS; FLORES, SILVIA; GERSCHENSON, LÍA

CABA

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos XVIII CyTAL 2023; 2023

AATA

La abundancia de almidón en la naturaleza ha favorecido su utilización en la producciónde bioplásticos empleando técnicas industriales utilizadas para los polímerosconvencionales, como el moldeo por inyección (MI). Esta investigación tuvo comoobjetivo el desarrollo y caracterización de bioplásticos a base de almidón de mandioca(AM) plastificados con glicerol (G) o glicerol/agua (GW), fabricados por MI. Además,se estudió el efecto de la humedad relativa (HR) sobre las propiedades mecánicasdinámicas de los bioplásticos. El biopolímero se mezcló con diferentes proporciones deplastificante G o GW (30 a 40 %, m/m) en una mezcladora de doble tornillocontra-rotatorio y se registró el esfuerzo de torsión (ET) y la temperatura. Se evaluó elespectro mecánico de las mezclas, en modo compresión, con un analizador mecánicodinámico (DMA). Posteriormente, se procesaron las mismas mediante MI en unamáquina de pistón neumático. Se estudiaron las propiedades reológicas (DMA, ensayosde tracción), funcionales (capacidad de absorción de agua (CAA), pérdida de materiasoluble (PMS)) y estructurales (microscopía electrónica de barrido) de los bioplásticos.Se exploró el efecto de la humedad sobre las propiedades de los bioplásticos medianteDMA-HR. Se obtuvieron mezclas viscoelásticas observándose un aumento del ET y latemperatura en función de la disminución de G o GW. La evolución del módulo dealmacenamiento (E') y la tangente de pérdida (tan δ) de las mezclas dependió de lafracción y el tipo de plastificante. Se obtuvieron valores inferiores de E'1Hz para lasmezclas con fracciones conteniendo GW, debido a la disminución de las interaccionesentre cadenas poliméricas. Las mezclas preparadas con G, mostraron una mejorprocesabilidad por inyección que las mezclas con GW. Se logró optimizar el proceso deinyección de las mezclas, obteniéndose materiales en los cuales el E’ siempre fue mayorque el módulo de pérdida (E”), lo que implica un comportamiento elástico. Además, ladisminución del contenido del plastificante dio lugar a valores más altos de E’ y deesfuerzo por el mayor número de interacciones almidón-almidón. Las mezclas con GW,dieron lugar a materiales con mayor modulo elástico (13 MPa (60GW40) hasta 22 MPa(70GW30)) y con mayor CAA y menor PMS y con superficies más rugosas. Estossistemas mostraron una importante absorción de vapor de agua en el rango de HRestudiado, lo cual produjo una drástica plastificación y ablandamiento de los sistemas.Los bioplásticos producidos con glicerol presentaron una baja CAA y una estructurauniforme y compacta, lo que indica que el glicerol promueve una mejor organizaciónmicroestructural. Además, los sistemas con glicerol mostraron un ablandamientogradual y una baja sensibilidad a los cambios de humedad en el ensayo de DMA-HR,así como una mayor estabilidad durante el calentamiento a alta HR. El bajo CAA y laestructura uniforme mostrados por los materiales producidos a partir de almidón y un30% de glicerol podrían ser de interés para su aplicación en el envasado de alimentosdebido a su óptimo comportamiento con el aumento de la temperatura para alta HR(80%).