Curado y entrecruzamiento: alternativas para modificar las propiedades de películas a base de quitosano

RIVERO, S; GARCÍA, M.A.; PINOTTI, A

Campinhas

Jornada; III Jornadas Internacionales Agrobioenvases; 2011

CURADO Y ENTRECRUZAMIENTO: ALTERNATIVAS PARA MODIFICAR LAS PROPIEDADES DE PELÍCULAS A BASE DE QUITOSANO Rivero S (1), García MA (1), Pinotti A (1, 2) (1) CIDCA, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP- CONICET. CCT. 47 y 116 La Plata, C.P: 1900 (2) Facultad de Ingeniería, UNLP 1 y 47 La Plata e-mail: sandra_gmr@yahoo.com El quitosano es un polímero natural obtenido por desacetilación de la quitina, por lo que constituye un recurso natural renovable. Numerosos estudios han informado sus potenciales usos en el área farmaceútica, en el campo de los alimentos y de los envases [1]. El ácido tánico, mezcla de ésteres de D-glucosa y ácido gálico, es reconocido por su capacidad antioxidante, debido a sus múltiples grupos fenólicos que pueden interactuar con macromoléculas biológicas. En estudios previos comprobamos la capacidad entrecruzante del ácido tánico en matrices de quitosano [2]. El curado de la matriz mediante un tratamiento térmico ha sido utilizado para estabilizar la estructura y las propiedades de los polímeros sintéticos. No hay investigaciones realizadas sobre el efecto que produciría el curado sobre matrices de quitosano con o sin agregado de ácido tánico. Por lo expuesto anteriormente tanto el entrecruzamiento, el curado como la combinación de ambos tratamientos podrían ser alternativas para modificar las propiedades de las películas de quitosano. Se estudió el efecto de la temperatura y del tiempo de curado de la matriz a través del análisis de las propiedades microestructurales, térmicas, de barrera, y la resistencia a la disolución en agua de las películas de quitosano sin (Q) y con agregado de ácido tánico (QAT) como agente entrecruzante. Las películas de Q y QAT fueron curadas a 100, 160 y 180°. Es conocida la importancia del conocimiento de la Tg como un parámetro para evaluar el proceso de curado de un material. Se evaluó el comportamiento dinámico-mecánico por DMA debido a la sensibilidad que posee la técnica para detectar cambios en la movilidad molecular. La resistencia a la disolución se analizó considerando la solubilidad en agua y el grado de hinchamiento. Mediante análisis a través de FTIR se calculó el porcentaje de acetilación de las películas de acuerdo al método descripto por Brugnerotto y col. [3] y se evaluó la incidencia del curado sobre dicho porcentaje. Las películas curadas mostraron un menor hinchamiento de la matriz y mejores propiedades de barrera al vapor de agua respecto de las películas sin tratar (control). Las películas de QAT curadas a 160 durante 15 min exhibieron una disminución del 45,6% en los valores de permeabilidad al vapor de agua y del 60% en los valores de hinchamiento en comparación con las películas control. Al aumentar la temperatura de tratamiento, la Tg se desplazó a valores más altos. Figura 1. Efecto de la temperatura de curado durante 30 min sobre el espectro dinámico mecánico de películas de quitosano. Como se puede observar en las curvas de tan  los picos asociados a las relajaciones del material fueron progresivamente más amplios, y más suaves con el aumento de la temperatura de curado, tendencia que se acentuó en presencia de ácido tánico. Esto podría explicarse debido a la restricción de los movimientos de la cadena lateral provocado por un aumento en la densidad de entrecruzamiento de la matriz. Estos resultados fueron confirmados mediante análisis por FT-IR. El grado de acetilación de las películas QAT y Q, curadas a 160°C durante 30 min, aumentó un 51,5y 19,8 %, respectivamente, en relación a las películas control. El curado permitió obtener una matriz más estable, insoluble y con mejores propiedades de barrera. La mayor estabilidad microestructural de las películas se confirmó a través del corrimiento de la Tg hacia mayores temperaturas y por los cambios estructurales encontrados por FT-IR. En todas las propiedades estudiadas se encontró un efecto más marcado en presencia de ácido tánico. REFERENCIAS [1] Arvanitoyannis, I.; Nakayama, A.; Aiba, S.. Chitosan and gelatin based edible films; state diagrams, mechanical and permeation properties. Carbohydrate Polymers, 1998, 37, 371-82. [2] Rivero, S.; García, M.A.; Pinotti, A. Crosslinking capacity of tannic acid in plasticized chitosan films. Carbohyrate Polymers, 2010, 82, 270–276. [3] Brugnerotto, J.; Lizardi, J.; Goyoolea, F.M.; Argülles-Monal, W.; Desbrières, J.; Rinaudo, M. An infrared investigation in relation with chitin and chitosan characterization. Polymer, 2001, 42, 3569–3580. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen al financiamiento provisto por ANPCyT proyecto PICT 2123, CONICET proyecto PIP 1209 y UNLP