PELÍCULAS NANOCOMPUESTAS EN BASE A PROTEÍNAS DE SOJA Y MONTMORILLONITA ADITIVADAS CON COLORANTES

ORTIZ, C. M.; VICENTE, A. R.; MAURI, A. N.

Mar del Plata

Workshop; I Workshop Polimeros Biodegradables y Biocompuestos BIOCOMP; 2013

INTEMA - Facultad de Ingenieria UNMDP

La formulación de materiales en base a biopolímeros renovables ha incluido en los últimos años el agregado de diferentes aditivos a la formulación para ampliar su funcionalidad como envases alimentarios y/o plásticos para la agricultura. En este sentido el agregado de colorantes busca principalmente mejorar la apariencia y las propiedades barreras a la luz. Por otro lado, el agregado de nanoarcillas como la  montmorillonita (MMT) ha permitido mejorar las propiedades mecánicas y barrera de materiales preparados con distintos biopolímeros. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto del agregado de MMT y distintos colorantes  alimentarios  sobre la funcionalidad de películas proteicas de soja.Se obtuvieron películas proteicas y nanocompuestas por casting a partir de dispersiones de aislados de soja (SPI, 5 % p/v), glicerol (1.25 % p/v), con 0 y 10 gr de MMT/100 g SPI, y con el agregado o no de 10 gr de colorante negro, blanco, verde y naranja /100 g SPI. Las películas resultantes se almacenaron a 58 % de HR y 20 ºC antes de ser caracterizadas según su apariencia (espesor, color, opacidad, espectros de absorción UV-visible), contenido de agua, solubilidad en agua, adsorción de agua (AA), permeabilidad al vapor de agua (WVP), temperatura de transición vítrea (Tg), propiedades mecánicas en tracción, difracción de rayos X, y cinética de liberación del colorante en agua. Fue posible obtener películas proteicas y nanocompuestas homogéneas coloreadas en negro, blanco, verde y naranja (colores más usados en horticultura para mulching), tal se muestran en la Figura 1, con diferentes espectros UV-visible propios de cada coloración. El agregado de MMT a la formulación aumentó significativamente el espesor de las películas pero no modificó en gran medida la coloración y opacidad de las mismas. También disminuyó el contenido de agua y aumentó la tensión a la rotura y el módulo de Young en detrimento de su elongación, sin afectar significativamente la solubilidad, la AA, la WVP y la Tg de las películas proteicas control y coloreadas con excepción de la naranja que logró disminuir su WVP. Por su parte, el agregado de los distintos colorantes a las películas proteicas y nanocompuestas no modificó ninguna de las propiedades analizadas con excepción que las películas proteicas naranjas y verdes que presentaron mayor elongación y menores módulos de Young que sus respectivos controles, y las películas proteicas blancas que presentaron mayores Tg. En los espectros de difracción de rayos de las películas nanocompuestas, se observó la desaparición del pico característico de la MMT (2θ= 7.2º),  y una cierta influencia del colorante en la dispersión de la arcilla, ya que para cada color se observaron distintos levantamientos  de la líneas de base de los espectros y la aparición de algún pico a menor 2θ. Igualmente, para todos los casos la arcilla se encontraría con un alto grado de exfoliación-intercalación. Al analizar la liberación de los colorantes en medio acuoso en el tiempo, se observó que los colorantes blanco y negro permanecen retenidos en las películas mientras que el naranja y verde se liberan fácilmente, no observándose un cambio en este comportamiento con el agregado de MMT a la formulación. El agregado de colorantes a las películas nanocompuestas permitió obtener una variedad de materiales con distintas propiedades ópticas sin modificaciones significativas en sus otras propiedades fisicoquímicas, con mejor comportamiento mecánico que los proteicos debido al agregado de arcilla.