Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la elaboración de películas basadas en almidón de Canna indica L

Abstract

La búsqueda de nuevas fuentes para el desarrollo de plásticos naturalmente degradables, ha llevado al estudio de biopolímeros como el almidón, que en su estado nativo posee una estructura cristalina que le impide tener un comportamiento plástico, por esta razón se están realizando diversos estudios con aditivos para conferir las propiedades necesarias que le permitan competir con los plásticos convencionales. Por lo tanto, en este trabajo evaluamos el efecto de la adición de ácido cítrico (CA) y aislado de proteína de suero de leche (WPI), en propiedades de película basadas en el almidón extraído del rizoma achira (Canna indica L.). Primero, se realizó la caracterización del almidón, luego las suspensiones gelatinizadas con la adición de AC y WPI, y finalmente la caracterización de las películas preparadas por “colada casting” con diferentes concentraciones de AC y WPI individualmente, y su interacción. Los métodos empleados fueron microscopia SEM, difracción de rayos X, espectroscopia FTIR, ensayo de tracción, permeabilidad al vapor de agua (WVP), entre otras. Se encontró que el almidón de achira presenta propiedades que permiten una adecuada formación de película, como un alto contenido de amilosa aparente (37.7%), además se hallaron los parámetros cinéticos para la desintegración térmica de los gránulos: energía de activación (E) 175.63 KJ/mol y factor preexponencial (A) 36.9 Ln A( min-1), a partir de las curvas de TGA. Se encontró que AC disminuye la temperatura de gelatinización Tp, mientras que WPI tiende a aumentarla, tanto AC como WPI reducen la viscosidad de las suspensiones gelatinizadas. La adición de AC dentro de las condiciones trabajadas presento un efecto plastificante en la formación de películas, aumentando la WPV y reduciendo los porcentajes de cristalinidad y módulos de elasticidad. La proteína redujo las propiedades mecánicas y aumento la WVP. La adición simultanea de AC y WVP en bajas concentraciones con respecto al almidón 6% y 1/8 p/p respectivamente mejoraron las propiedades mecánicas y redujeron la retrogradación de las películas.

Abstract: The search for new sources for the development of degradable natural plastics, has led to the study of biopolymers such as starch, which in its native state has a crystalline structure that prevents it from having a plastic behaviour, for this reason various additives are being studied to confer the necessary properties to compete with conventional plastics. Therefore, in this document we evaluated the effect of the addition of citric acid (CA) and whey protein isolate (WPI), in film properties based on the starch extracted from the achira rhizome (Canna indica L.). First, the characterization of starch was made, next gelatinized suspensions with addition of AC and WPI, and finally films characterization prepared by “solvent casting” with different concentrations of AC and WPI individually and their interaction. The methods used were SEM microscopy, X-ray diffraction, FTIR spectroscopy, tensile test, water vapour permeability (WVP), among others. It was found that achira starch has properties that allow an adequate film formation, such as a high content of apparent amylose (37.7%), in addition we calculate their kinetic thermal degradation parameters: activation energy (E) 176 KJ / mol and pre-exponential factor (A) 36.9 In A (min-1), from the TGA curves. It was found that AC decreases the temperature of gelatinization Tp, while WPI tends to increase it, both AC and WPI reduce the viscosity of the gelatinized suspensions. The AC addition within the conditions worked shows a plasticizing effect in the formation of films, improves the WPV and reduces crystallinity percentages and elasticity module. The simultaneous addition of AC and WVP in low concentrations respect to starch 6%p/p and 1/8 p / p respectively improved mechanical properties and reduced retrogradation of the films.