Factores que afectan la permeabilidad al vapor de agua de películas amiláceas para alimentos

BERTUZZI, MARÍA ALEJANDRA; ARMADA, MARGARITA; GOTTIFREDI, JUAN CARLOS

Varadero, Cuba

Taller; III Taller Internacional de Calidad Sanitaria, Evaluación y Composición de Alimentos; 1998

La naturaleza química de los materiales utilizados en la elaboración de películas comestibles juega un papel importante en sus propiedades de barrera al vapor de agua y a los gases. Los polímeros altamente polares como el almidón forman puentes hidrógneo con el agua que conducen a altos ceficientes de solubilidad y por lo tanto, alta velocidad de permeación del vapor de agua. En este trabajo se estudiaron diferentes factores que tienen influencia sobre la cantidad de vapor de agua transmitido por las películas amilaceas, a fin de evaluar sus potenciales usos en el recubrimiento de alimentos. Entre los factores estudiados están la temperatura (5, 20, 40°C), el gradiente de presión de vapor de agua a través de la película (30 al 80%), el espesor de la película (entre 50 y 100 micrones) y la altura de la capa de aire estanco debajo de la película (5, 10, 15 y 20 mm). La permeabilidad de las películas de almidón de alta amilosa plastificadas con glicerol se midió siguiendo la técnica ASTM E96. La permeabilidad disminuye con el incremento de la temperatura sin seguir, como en el caso de las películas de polímeros sintéticos, un comportamiento del tipo Arrhenius. Esto se debe al sustanical incremento de la sorción de agua de la película amilacea y al subsecuente aumento del coeficiente de solubilidad. En materiales biológicos como el almidón, proteínas, etc., la sorción de agua se ve favorecida por la disminución de la temperatura. La sorción de agua por la película genera hinchamiento y variación de su estructura favoreciendo la difusión del vapor de agua a través de ella. El gradiente de vapor de agua tiene esfecto exponencial sobre la permeabilidad de la película. Al pasar de un gradiente de humedad relativa del 55 al 75% entre ambos lados de la película, la permeabilidad varía de 1.44x10-10 a  4.40x10-10 g.m/(Pa.s.m2), triplicando su valor. Esto ocurre por incremento de la difusividad causado por el plastificante y el aumento de la solubilidad debido a la forma de la isoterma de sorción de la película. El efecto del espesor de la película se presenta como una relación de pendiente positiva, a diferencia de los polímeros plásticos que muestran una relación constante. Películas de 60 μm de espesor dan valores de permeabilidad de 2.6x10-10 g.m/(Pa.s.m2) y de 97 μm de espesor, 4.0x10-10 g.m/(Pa.s.m2). La permeabilidad al vapor de agua varía en forma decreciente con la altura de la capa de aire estanco debajo de la película, esto se debe a la resistencia que ejerce esta capa sobre la transferencia de vapor de agua. Al ser pequeña la resistencia de la película, el efecto del gradiente de humedad que se establece debajo de ella es importante. Para alturas de la capa de aire estanca que van de 0.5 a 1.5 cm, la permeabilidad cae de 4.40x10-10 a  2.60x10-10 g.m/(Pa.s.m2).