Los plásticos elaborados a partir de polímeros sintéticos han sido usados como empaques para la conservación, transporte y almacenamiento debido a su estabilidad y resistencia, sin embargo, generan contaminación ambiental. Esta situación ha motivado el desarrollo de empaques a partir de polímeros naturales que presentan una biodegradación total en condiciones ambientales adecuadas, siendo una de las fuentes utilizadas el almidón que es un polímero natural ampliamente disponible en raíces, tubérculos y cereales, cuyos gránulos consisten de estructuras macromoleculares ordenadas en capas y cuyas características en cuanto a composición, cantidad y forma, varían de acuerdo a la fuente de proveniencia.
El almidón de yuca es de importancia comercial en Colombia debido a que permite desarrollar productos plásticos biodegradables en combinación con agua, sorbitol o glicerol, que confieren propiedades plásticas al almidón que, junto con condiciones de presión y temperatura, permiten modificar la estructura cristalina formando un almidón termoplástico TPS (Thermoplastic Starch), sin embargo, la estructura nativa del almidón presenta propiedades mecánicas y de barrera reducidas debido a su semicristalinidad y rápida retrogradación, es decir, ocurre una reorganización de los puentes de hidrógeno y una reorientación de las cadenas moleculares volviendo a su estado inicial.
Este proceso se retarda mediante modificaciones químicas y enzimáticas, como por ejemplo la hidroxipropilación que confiere efectos estéricos impuestos por los grupos hidroxipropil que impiden la alineación de las cadenas de almidón, aun así, es necesario adicionar componentes que mejoren las propiedades mecánicas ópticas y de barrera del almidón con mezclas de biopolímeros como Policaprolactona (PCL), ícido Poliláctico (PLA) y el uso de la capsaicina como componente antimicrobiano. El PLA aporta propiedades de barrera y rigidez, mientras que la PCL es un material sintético biodegradable que se caracteriza por tener una elongación y resistencia al impacto mejores que las del almidón; no obstante, el material obtenido sufre cambios en el tiempo debido a la retrogradación del almidón que causa la migración de los componentes hacia el exterior; por esto se hace necesario evaluar el comportamiento en las propiedades del material durante un periodo de envejecimiento y así determinar los posibles cambios que puedan afectar las propiedades mecánicas, ópticas y de barrera de la película activa a partir de almidón modificado.
Con el objeto de coadyuvar con la reducción del impacto ambiental producido por la contaminación de residuos de baja degradabilidad, José Felipe ortés (Ingeniero Agroindustrial de la Universidad del Cauca, Colombia) se formuló la propuesta para buscar fuentes alternativas y renovables de polímeros que puedan sustituir a los polímeros sintéticos, usando almidón de yuca (variedad CM 7138-7) modificado químicamente por hidroxipropilación, adicionando glicerol como plastificante, capsaicina como antimicrobiano, colorante verde y polímeros biodegradables como el ácido poliláctico (PLA) y policaprolactona (PCL) para obtener unapelícula por extrusión soplado.
Las películas obtenidas a partir de almidón de yuca de la variedad CM 7138 -7, nativo y modificado por hidroxipropilación, fueron sometidas a evaluaciones mecánicas, ópticas y de barrera, durante periodos de tiempo de 0, 30, 60, 90 y 120 días determinando el efecto del tiempo de almacenamiento sobre la modificación química realizada. Las películas fueron obtenidas por extrusión soplado por medio de un extrusor de tornillo simple.
El material se obtuvo en tres etapas: la primera etapa fue la producción de Almidón Termoplástico (TPS) con 75% de almidón, 24,5% de glicerol y 0,5% de capsaicina; en la segunda etapa, se realizó la Mezcla Binaria (MB) con 68,63% de ícido Poliláctico (PLA), 29,41% de Policaprolactona (PCL), 1,96% de anhídrido maleico y 1% de colorante y, por íºltimo se realizó la extrusión soplado de la mezcla ternaria, compuesta por 75% de TPS y 25% MB.
Las pruebas mecánicas y permeabilidad al vapor de agua permitieron observar que los valores obtenidos para las películas 1 presentaron diferencias significativas respecto al tiempo, posiblemente por el proceso de retrogradación que ocurre en el almidón.Las pruebas mecánicas indican que el esfuerzo y la elongación son bajos en la película 1, mientras que en película 2 se tienen valores superiores, permitiendo afirmar que la modificación permite retardar el proceso de retrogradación del almidón permitiendo mantener sus propiedades mecánicas durante el tiempo de almacenamiento.
El material presentó buenas propiedades de barrera, la permeabilidad al oxígeno no se vio afectada por el tiempo de almacenamiento, mientras la permeabilidad al vapor de agua a pesar de verse afectada por el tiempo de almacenamiento presentó una buena barrera respecto a películas compuestas por otros polisacáridos.
Con respecto a las propiedades ópticas, no se evidenciaron cambios significativos durante el tiempo de envejecimiento, pues no se presentó migración del color, como tampoco una pérdida del brillo; sin embargo, la medición de estas propiedades ópticas se ve alterada especialmente por la rugosidad que presenta el material.
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Fuente: Food News Latam® www.packaginglatam.com
