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PROPIEDADES MECÁNICAS DE peliculas comestibles DE base almidon de Mandioca. Influencia del contenido de sorbato. L. M. FamÁ1,2,3, L. N. Gerschenson2,3, S. N. Goyanes1,3 1LP&MC, Dep. de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, UBA, Argentina. 2Dep. de Industrias, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Buenos Aires, Argentina 3Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Argentina. lfama@df.uba.ar ; goyanes@df.uba.ar ; lia@di.fcen.uba.ar Introduccion Durante los últimos años se ha trabajado intensamente en la mejora de la calidad de los productos alimenticios. Las películas comestibles fabricadas en base a polisacáridos, proteínas y/o lípidos a fin de incorporar aditivos a los alimentos, atienden a dicha finalidad. Estas películas también pueden mejorar las propiedades mecánicas de los alimentos permitiendo un manipuleo más seguro de los mismos. El objetivo de este trabajo fue estudiar la influencia del contenido del antimicrobiano sorbato de potasio en las propiedades mecánicas dinámicas, a temperatura ambiente, de películas compuestas por suspensiones de almidón de mandioca y glicerol. Metodo Se prepararon películas basadas en almidón de mandioca (5 % p/p), glicerol como plastificante (2,5 % p/p) y los siguientes porcentajes de sorbato de potasio: 0 % (p/p), 0,1 % (p/p), 0,2 % (p/p) y de 0,3 % (p/p). En todos los casos se agregó la cantidad de agua necesaria para completar el 100 % del sistema. El material fue fabricado mediante un proceso de gelatinización, calentando la suspensión en una platina de temperatura controlada (velocidad de calentamiento » 1,6°C/min), hasta 73°C. El secado se efectuó en una estufa a 52°C, durante 2 horas y en una cámara a 25°C durante siete días. Las películas resultantes fueron equilibradas a una actividad de agua (aW) de @ 0,575 (25°C). Se evaluó el contenido de humedad de las películas, mediante calentamiento de la muestra (» 0.5 g) a 70°C, en estufa de vacío, hasta peso constante. Mediante un difractómetro con goniómetro vertical (PW1510; rCu Ka, l=1542 Å, velocidad 1°/m), se obtuvieron los espectros de rayos X de las películas estudiadas. Se estimó la fracción cristalina entre 12° y 25° (2 q) como el área encerrada entre una curva envolvente dibujada sobre la base de los picos cristalinos. Para la caracterización mecánica se utilizó un analizador mecánico dinámico (Rheometric, DMTA IV) en el modo tensión, a 1 Hz y a temperatura ambiente (25°C). Los ensayos dinámicos se realizaron a una deformación de 0,04 % obteniendo el módulo de almacenamiento (E?) y la tangente de pérdida (Tan d) para cada uno de los casos estudiados. Los ensayos cuasi estáticos se efectuaron a una velocidad de 5.10-3 1/seg., evaluando la tensión (s) al 80 % de deformación (e). RESULTadoS y DISCUSION En la Figura 1 se muestra la dependencia del contenido de humedad y fracción cristalina con la concentración de sorbato de potasio. Se puede observar que con el incremento del antimicrobiano, disminuye la fracción cristalina y aumenta el contenido de humedad de las películas. Figura 1. Dependencia del contenido de humedad y fracción cristalina con la concentración de sorbato. En la Figura 2 se muestra la dependencia con el contenido de sorbato que presentan E? y Tan d, para todos los casos estudiados. La incorporación del antimicrobiano, disminuye el módulo de almacenamiento e incrementa la tangente de pérdida a temperatura ambiente. Este comportamiento, parece indicar que el agregado de sorbato de potasio en las películas, aumentaría la flexibilidad de las cadenas del polímero. Es conocido que los compuestos de bajo peso molecular actúan como plastificantes de sistemas poliméricos, aumentando la flexibilidad y la fricción de los sistemas (Fanta y col., 2002). Por lo tanto, los resultados de la Figura 2, están mostrando que el sorbato de potasio, agregado como agente antimicrobiano en las películas comestibles, ejercería funciones de plastificante. Figura 2. Dependencia de E? y Tan d con la concentración de sorbato de potasio. Como se mencionó previamente, la incorporación de sorbato genera una disminución en la fracción cristalina de las películas y un aumento en la retención de agua de las películas comestibles (Fig. 1), siendo el agua un conocido plastificante. El aumento de la fase cristalina de un material semicristalino está altamente vinculado con la disminución del contenido de humedad del mismo. Es conocido que al disminuir la fracción cristalina disminuye el módulo de almacenamiento y aumenta el módulo de pérdida debido a las interfases cristal-amorfo (Valle y col., 1998; Fanta y col., 2002). Por lo tanto, el análisis de los resultados de Rayos X y de humedad con el contenido de sorbato hacen totalmente predecible el comportamiento observado en la Figura 2 (Famá y col., 2004). La Figura 3 muestra la dependencia de las curvas s-e, con la concentración de sorbato para las diferentes películas estudiadas. Figura 3. Curvas s-e de las diferentes películas estudiadas. Como puede observarse en la Figura 3, con el agregado de sorbato de potasio, disminuye la tensión para una deformación fija. Dadas las limitaciones del instrumento de medición, no pudo observarse la ruptura de las muestras; sin embargo, es importante notar que, en todos los casos, supera el 80 % de deformación. La tendencia observada en relación al contenido de sorbato es esperable a partir de los resultados de fracción cristalina y contenido de humedad y reafirman la hipótesis de que el antimicrobiano se estaría comportando como un plastificante. CONCLUSIONeS Se estudió la influencia del agregado de diferentes fracciones de sorbato de potasio como agente antimicrobiano en películas comestibles de base a almidón de tapioca, conteniendo agua y glicerol. Se observó que el incremento en el contenido de sorbato conduce a una disminución en la fracción cristalina y a un aumento en el contenido de humedad de las películas. Estos resultados se vieron reflejados en las propiedades mecánicas de las películas de la siguiente forma: *El módulo de almacenamiento, a temperatura ambiente, decrece » 40 % con la incorporación de 0.1 % (p/p) de sorbato de potasio, llegando a disminuir casi un orden en el caso de alta concentración del antimicrobiano (0.3 %, p/p). *La tangente de pérdida aumenta con el agregado de sorbato observándose un incremento de casi el 100 % en las películas con la mayor concentración del mismo. *La tensión al 80 % de deformación aumenta al doble con el agregado de 0,1 % del antimicrobiano; llegando a ser 4 veces mayor para la máxima concentración de sorbato (0,3 %). La incorporación de sorbato de potasio a las películas de base almidón con fines de soporte del antimicrobiano, ejercería una acción plastificante, potencialmente afectando el manipuleo de los alimentos así como la adhesividad de la película a los mismos. Referencias Famá, L, Rojas, A. M., Goyanes, S. y Gerschenson, L. ?Mechanical properties of tapioca-starch edible films containing sorbates?. Lebensm. -Wiss. u. - Technol., 38, Issue 6, 631-639 (2005). Fanta, G. F., Felker, F. C. y Shogren, R. L. ?Formation of crystalline aggregates in slowly-cooled starch solutions prepared by steam jet cooking?. Carbohydrate Pol, 48, 161-170 (2002). Official Methods of Analysis. AOAC. Association of Official Analytical Chemists. Washington, DC: 13th ed. (1990). Valle, G. D., Buleon, A., Carreau, P. J., Lavoie, P. A. y Vergnes, B. ?Relationship between structure and viscoelastic behavior of plasticized starch?, by Soc. of Rheol, Inc. J. Rheol, 42 (3), 507-525 (1998). AGRADECIMIENTOS Universidad de Buenos Aires, CONICET, ANPCyT.

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