Influencia de las variables de proceso en la respuesta mecánica de películas biodegradables

LUCIA FAMA; SILVIA GOYANES; LIA GERSCHENSON

Puerto Vallarta

Congreso; V Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos; 2005

CYTED/ALACCTA/Instituto Politécnico de Méjico

INFLUENCIA DE LAS VARIABLES DE PROCESO EN LA RESPUESTA MECANICA DE PELICULAS BIODEGRADABLES. Lucía M. Famá 1, 2, 3, Silvia N. Goyanes 1, 3 y Lía N. Gerschenson 2, 3 1 Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos, Dep. de Física, FCEN - UBA. Ciudad Universitaria, Pab 1, C1428EGA, Buenos Aires, Argentina. 2 Dep. de Industrias, FCEN-UBA. Ciudad Universitaria, Pab. Industrias, C1428EGA, Buenos Aires, Argentina. 3 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, CONICET, Argentina. Teléfono/FAX:  54-11-45763366. E-mail:  lia@di.fcen.uba.ar Palabras clave: películas biodegradables, almidón de mandioca, propiedades mecánicas. Introducción. Las propiedades funcionales de las películas biodegradables, aplicadas como recubrimiento de alimentos, están fuertemente influenciadas por factores como su composición y proceso de fabricación (1). El estudio de las propiedades mecánicas de las películas alimenticias es importante en relación a las características organolépticas del alimento y a su manipuleo. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto del proceso de fabricación de películas con base en almidón de mandioca y conteniendo glicerol y sorbato de potasio, en las propiedades mecánicas finales de las mismas. Metodología. Se prepararon películas comestibles constituidas por almidón de mandioca (5 %), agua (92,2 %), glicerol (2,5 %) y sorbato (0,2 %), mediante dos procesos de fabricación que involucraban gelatinización con posterior secado (2).  Los dos procesos se diferenciaron en que en el Proceso1 (Películas 1) no se hidrató el almidón previo a la gelatinización mientras que, en el Proceso 2 (Películas 2), se lo mantuvo 45 minutos hidratándose en el agua utilizada, mediante agitación controlada a temperatura ambiente (@ 25 °C). Para la caracterización de las películas, se realizaron ensayos mecánicos dinámicos y cuasi-estáticos, obteniendo los módulos de almacenamiento (E?), de pérdida (E??), y la tensión (s) a una deformación fija (e = 75 %). Asimismo, se estudió el contenido de humedad y difracción por rayos X de las mismas. Resultados y discusión. En el Cuadro I puede observarse los resultados de E?, E??, s al 75 % de deformación, el contenido de humedad y fracción cristalina de los sistemas estudiados. Las películas constituidas sin hidratar el almidón, presentan valores de E?, E?? y  s75 mayores que las Películas 2. El contenido de humedad de las Películas 1 es menor que en el caso de las muestras fabricadas con previa hidratación del almidón. Los espectros de difracción por Rayos X de las películas muestran que, con la hidratación del almidón, disminuye la fracción cristalina casi en un 50 %. El incremento en la fase cristalina de un material semicristalino está relacionado con la disminución de su contenido de humedad y es coherente con un incremento en E?, E?? y s75%  tal como el observado. Cuadro 1. Propiedades mecánicas,  contenido de humedad y fracción cristalina de los sistemas estudiados. Películas 1 Películas 2 E? (MPa) 4.8 ± 0.5 1.2 ± 0.3 E?? (MPa) 2.7 ± 0.3 0.7 ± 0.1 s75 (MPa) 0.48 ± 0.02 0.32 ± 0.01 Humedad (%) 40.2 ± 0.7 54.2 ± 1.1 Fracción Cristalina (%) 17.6 ± 1.8 8.6 ± 0.9 Conclusiones. La hidratación del almidón de mandioca previo al proceso de gelatinización conduce a una disminución en la fracción cristalina y a un aumento en el contenido de humedad de películas comestibles constituidas por dicho almidón, agua, glicerol y sorbato. Estos resultados se vieron reflejados en las propiedades mecánicas de las mismas, observándose disminuciones en el módulo de almacenamiento, módulo de pérdida y tensión a una deformación fija en las películas constituidas a partir del almidón hidratado. Agradecimiento. Se agradece el apoyo económico de la Fundación Antorchas, Universidad de Buenos Aires, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Agencia Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de la República Argentina. Bibliografía. 1. Chandra P., Sobral, P. (2000). Calculation of viscoelastic properties of edible films: application of three models. Cienc. Tecnol. Aliment., 20, n°2, 250-256. 2. Famá L., Rojas A. M., Goyanes S. y Gerschenson L. (2005). Mechanical properties of tapioca-starch edible films containing sorbates. LWT, 38, 631-639.