Propiedades mecánicas y de barrera de peliculas biodegradables compuestas de almidón y quitosano.

GARCÍA, M.A; PINOTTI, A; ZARITZKY, N

Buenos Aires

Congreso; XXII Congreso Interamericano de Ingeniería Química y V Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2006

AAIQ Asociación Argentina de Ingenieros Químicos IACCHE - Interamerican Confederation of Chemical

El interés por el uso de polímeros biodegradables para el desarrollo de películas flexibles ha aumentado durante los últimos años, como una alternativa innovadora para el uso de insumos agrícolas de bajo costo y como posible solución a los problemas de polución ambiental y manejo de residuos sólidos asociados a los envases sintéticos. Los materiales básicos para la formulación de estas matrices biodegradables son: polisacáridos, proteínas y lípidos; cada uno tiene sus ventajas y desventajas por lo que la tendencia actual es combinarlos. Otro de los componentes importantes en las formulaciones de las películas son los plastificantes, los cuales son necesarios para mantener la integridad y mejorar sus propiedades mecánicas. Además, pueden incorporarse aditivos específicos con el fin de modificar la funcionalidad de estos materiales. El quitosano, un subproducto de la industria pesquera derivado de la quitina es un  hidrocoloide con buenas propiedades formadoras de películas y además se ha demostrado que actúa como antifúngico. El almidón es una fuente económica de biopolímeros, amilosa y amilopectina; la amilosa, un polímero lineal,  es la responsable de la capacidad formadora de películas del almidón. El manejo de la formulación de las películas permite controlar las propiedades de barrera y mecánicas de las mismas a efectos de aumentar la eficiencia de los procesos de conservación de los alimentos envasados. La composición, microestructura y propiedades funcionales de películas formuladas con biopolímeros determinan sus posibles aplicaciones. Los objetivos del presente trabajo fueron: desarrollar películas flexibles biodegradables a partir de almidón de maíz y quitosano, caracterizar su microestructura y evaluar sus propiedades mecánicas y de barrera comparándolas con las de los materiales de envases sintéticos. Los difractogramas de rayos X de las películas indicaron que éstos presentaban una estructura amorfo-cristalina, muy estable, con un bajo grado de cristalinidad. Las películas de quitosano presentaron una estructura  amorfa y las compuestas un patrón de difracción similar al de las películas de almidón.  El agregado de glicerol no modificó significativamente el patrón de difracción de las películas de almidón. La microestructura se caracterizó además por microscopía electrónica de barrido observándose que las películas presentaban superficies suaves, homogéneas y compactas. Las películas compuestas de almidón y quitosano plastificadas con glicerol tuvieron valores de permeabilidad al vapor de agua (WVP) de 3.76-4.54× 10-11 g/seg m Pa, menores que los de las películas de un solo componente. Con respecto a los polímeros sintéticos, las películas compuestas tienen valores de WVP similares al celofán, aunque mayores que los del polietileno de baja densidad (LDPE), uno de los polímeros más comúnmente utilizado para envases en la industria alimentaria. Las películas de quitosano fueron rígidas y quebradizas, ya que presentaban valores de módulo elástico altos y baja deformación a la ruptura. Las películas compuestas presentaban valores de elongación mayores y módulos elásticos menores que las de quitosano. El agregado de plastificante mejoró la flexibilidad y la integridad de las películas que contenían almidón. Los polímeros sintéticos como LDPE y HDPE tienen altos valores de elongación pero valores similares de resistencia a la tracción, mientras que el celofán presenta valores similares de elongación que los obtenidos con polímeros naturales pero mayor resistencia mecánica. En conclusión, con el agregado de quitosano si bien se obtienen matrices más rígidas se mejoran notablemente las propiedades de barrera al vapor de agua, lo que amplía las posibilidades de aplicación de las películas biodegradables compuestas.