El objetivo de este trabajo de investigación fue evaluar las propiedades mecánicas, físicas y microbiológicas de películas biodegradables. En el cual se observó que la concentración de glicerina tiene mayor efecto en el aumento de las propiedades de solubilidad, humedad y permeabilidad al vapor del agua. Los plásticos biodegradables pueden integrarse de manera eficaz y sostenible en el medio ambiente y están atrayendo la atención debido a los problemas de contaminación ambiental derivados del uso de plásticos sintéticos comunes (Averous y Boquillon, 2004).
Esta persistencia permite que los plásticos se acumulen, no solo en cantidad y volumen, sino también como toxinas y microplásticos en el medio ambiente (ONU, 2021). Asimismo, algunos plásticos convencionales presentan propiedades microbiológicas tóxicas en contacto con los alimentos, esto es particularmente relevante en el caso de alimentos frescos y mínimamente procesados que utilizan estos sistemas de envasado (Irkin y Esmer, 2015).
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
- SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
- JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Con el tiempo, este plástico que queda en la naturaleza se descompone en partes más pequeñas. Se estima que en nuestros mares y océanos hay entre 5.000 y 50.000 millones de microplásticos que corren el riesgo de entrar en la cadena alimentaria. En este sentido, el desarrollo de estas investigaciones es de carácter tecnológico y científico; dado que actualmente no existen suficientes estudios sobre la mejora de la producción y recuperación de películas biodegradables que utilizan almidón de papa químicamente modificado y glicerina para su formulación.
Asimismo, esta investigación tiene un carácter socioeconómico; porque es económicamente viable, ya que las materias primas utilizadas en el proceso de producción de películas biodegradables provienen de fuentes renovables; En cuanto al almidón de patata, se trata de un producto industrial muy estudiado, pero de escaso valor añadido en nuestro país. Siguiendo esta premisa; Actualmente, uno de los problemas sociales y ambientales más comunes en el planeta es la contaminación ambiental; Por lo tanto, esta investigación tiene un carácter social y ambiental, ya que contribuirá a la reducción de plásticos convencionales, ya que existe una propuesta para elaborar películas biodegradables utilizando productos provenientes de fuentes renovables.
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
- ANTECEDENTES INTERNACIONALES
- ANTECEDENTES NACIONALES
- ANTECEDENTES REGIONALES
Oliveira (2009) estudió la producción de películas biodegradables a partir de la mezcla de almidón de yuca y extracto proteico de soja; determinaron el efecto combinado del almidón y la proteína en la formación de películas en diferentes condiciones de plastificantes y pH. La solución filogénica (SF) se secó a 30 °C durante 24 h y las películas resultantes se almacenaron a una humedad relativa controlada al 52,9% durante seis días para su caracterización. Guzmán (2014) en su tesis de diploma “Extracción y modificación química del almidón de papa (Solanum tuberosum) para su aplicación en la industria boliviana” concluyó que el hipoclorito de sodio es una excelente fuente para eliminar impurezas y obtener un almidón blanqueado. que puede usarse en diversas industrias para la producción de materiales de embalaje de plástico biodegradables ya que tiene la ventaja de formar un gel blanco brillante.
Trujillo (2014) en su tesis de grado “Utilización de películas biodegradables a partir de almidón de yuca doblemente modificado (Manihot esculente crantz) para uso en empaques de alimentos” concluye que el almidón modificado por oxidación en la producción de películas biodegradables ejerce cambios en la microestructura del almidón y cambios las propiedades del almidón nativo contribuyen así a la reducción de la humedad, la permeabilidad al vapor de agua, la deformación en rotura y aumenta. Huachuhuillca (2018) en su tesis “La influencia de la aplicación de acolchados biodegradables en la pérdida de peso y el índice de madurez de la naranja criolla (Citrus cinensis)”, concluye que los acolchados biodegradables tienen un alto índice de barrera microbiana, y no solo se pueden utilizar como uso principal pero también puede utilizarse para otros usos industriales.
MARCO TEÓRICO
- PAPA EN EL CONTINENTE AMERICANO
- Clasificación taxonómica de la papa
- Morfología de la papa
- ALMIDÓN
- Almidón de papa
- Forma y distribución de los gránulos de almidón
- Modificación del almidón
- Modificación del almidón por oxidación
- Propiedades funcionales del almidón
- PLASTIFICANTES
- Glicerina
- PELÍCULAS Y PLÁSTICOS BIODEGRADABLES
- Películas biodegradables
- PROPIEDADES MECÁNICAS
- PROPIEDADES FÍSICAS
- Solubilidad
- Humedad
- Permeabilidad al vapor de agua
- CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS
- Inocuidad de los alimentos en el transporte, almacenamiento y
- Características microbiológicas y medios de siembra
- MARCO CONCEPTUAL
El alto contenido de carboxilo observado en el almidón de patata oxidado sugiere que este almidón era más susceptible a la oxidación debido al mayor tamaño de los gránulos y la naturaleza más lineal de la amilosa. A medida que aumenta el contenido de humedad de la mezcla, disminuye el grado de desestructuración (Fritz, 1994). La disolución y posterior evaporación del permeante depende de su solubilidad en la película.
La técnica gravimétrica es la más utilizada para determinar la permeabilidad al vapor de agua de películas biodegradables. Su fórmula cumple con los requisitos de armonización de las farmacopeas europea, japonesa y americana.
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
- LUGAR DE EJECUCIÓN
- MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS
- Materiales
- Instrumentos y equipos
- REACTIVOS E INSUMOS
- POBLACIÓN Y MUESTRA
- TIPO DE INVESTIGACIÓN
- De acuerdo a su naturaleza
- De acuerdo al fin que persigue
- De acuerdo al tiempo
- De acuerdo a la técnica de contrastación
- MÉTODOS Y TÉCNICAS DE ANÁLISIS
- Metodología para la extracción de almidón de papa
- Descripción del proceso de extracción del almidón de papa
- Metodología para la modificación del almidón por oxidación
- METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
- Obtención de películas biodegradables
- Método de análisis para las propiedades mecánicas
- Método de análisis para determinar las propiedades físicas
- Método de análisis para determinar las características
- DISEÑO EXPERIMENTAL Y MATRIZ DE DISEÑO
- Diseño experimental factorial 3 2
- DISEÑO DE CONTRASTACIÓN
- Formulación de hipótesis
- Hipótesis estadísticas
- TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS
Población: La población fue la mezcla entre almidón de papa modificado por oxidación, agua destilada y glicerina. Aplicado: Requiere la producción de conocimiento con aplicación directa a los problemas de la sociedad o del sector productivo. Después de la adición de hipoclorito de sodio, el pH continuó manteniéndose en 9,5 mediante la adición de NaOH 1 N durante los siguientes 50 min.
La muestra se secó en una estufa de aire forzado a 105 °C durante 24 h hasta alcanzar un peso constante, luego se pesó la muestra seca (Mf) y se determinó la pérdida de peso de la muestra. Registraron el peso inicial del tubo de ensayo y también su contenido. Existe al menos un efecto de diferentes concentraciones de almidón de papa cancán modificado y glicerol sobre las propiedades mecánicas, físicas y microbiológicas de la película biodegradable.
Existe un efecto de diferentes concentraciones de almidón de papa Canchán modificado y glicerina sobre las propiedades mecánicas de la película biodegradable. Existe un efecto de diferentes concentraciones de almidón de papa Canchán modificado y glicerina sobre las propiedades físicas de la película biodegradable. A diferentes concentraciones de almidón de papa Canchán modificado y glicerina, existe un efecto sobre las propiedades microbiológicas de la película biodegradable.
Ho: No hay efecto de diferentes concentraciones de almidón de papa cancán modificado y glicerol sobre las propiedades mecánicas, físicas y microbiológicas de la película biodegradable. Ha: Si existe al menos un efecto en diferentes concentraciones de almidón de papa cancán modificado y glicerina, sobre las propiedades mecánicas, físicas y microbiológicas de la película biodegradable. Los datos fueron procesados según el diseño experimental factorial 32, el cual consta de dos factores con tres niveles cada uno y tres repeticiones; Para estudiar los efectos sobre las variables de respuesta propuestas para el estudio se utilizó el software Minitab 18 y se siguió la metodología propuesta por Gutiérrez y De La Vara, 2008 para diseños factoriales 3k.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
- PROPIEDADES MECÁNICAS
- PROPIEDADES FÍSICAS
- CARACTERISTICAS MICROBIOLÓGICAS
En la Figura 14 se muestra que el efecto de la concentración de glicerina reduce la resistencia al estrés máximo, es decir, a mayor concentración de esta variable, menor será la resistencia que tiene la película al estrés máximo. Podemos entonces concluir que la concentración de glicerina tiene un efecto inversamente proporcional, mientras que con la concentración de almidón modificado parece que cuanto mayor sea la concentración, menor será el esfuerzo máximo. En el caso de la concentración de glicerina, se observa que la pendiente es positiva, lo que significa que cuanto mayor sea la concentración, mayor será.
Por otro lado, la concentración de almidón modificado, donde la pendiente tiende a disminuir después del nivel medio de concentración, en relación con el porcentaje de elongación, lo que significa que a mayor concentración, menor será el % de elongación. Entonces podemos concluir que la concentración de glicerol tiene un efecto directamente proporcional al aumento en el porcentaje de elongación, mientras que en el caso de la concentración de almidón modificado, se demuestra que al nivel promedio de su concentración, mayor es el porcentaje. de elongación será la vida. En el caso de la concentración de glicerol se observa que la pendiente es positiva, lo que significa que a mayor concentración mayor será el porcentaje de solubilidad, de la misma manera que el efecto de la concentración de almidón. modificado, donde la pendiente tiende a aumentar relativamente, pero en menor medida.
Podemos entonces concluir que la concentración de glicerina tiene un efecto directamente proporcional a este, mientras que con la concentración de almidón modificado se demuestra que a mayor concentración mayor es la solubilidad, pero en menor medida. Según (Chocano, 2019), su investigación sobre biopelículas a base de almidón de papa y baba de nopal concluye que el porcentaje de solubilidad aumenta con el aumento de la concentración de pectina y la temperatura. Con la concentración de glicerina se observa que la pendiente es positiva, lo que significa que a mayor concentración mayor será el porcentaje de humedad, de igual manera el efecto de la concentración de almidón modificado, donde la pendiente tiende a aumentar relativamente.
Podemos entonces concluir que la concentración de glicerina tiene un efecto directamente proporcional a esta, mientras que en el caso de la concentración de almidón modificado se demuestra que a mayor concentración mayor humedad, pero en menor medida diferente de la variable glicerina. Los resultados de pendiente, permeabilidad y permeabilidad al vapor de agua se detallan en la Tabla 19. En el caso de la concentración de glicerina se observa que la pendiente es positiva, lo que significa que a mayor concentración mayor es el aumento de la permeabilidad al vapor de agua, de igual manera con el efecto de la concentración de almidón modificado, donde la pendiente tiende a aumentar la toma relativa.
Podemos entonces concluir que la concentración de glicerina tiene un efecto directamente proporcional a esta, mientras que en el caso de la concentración de almidón modificado se demuestra que a mayor concentración (WVP) aumentará, pero en menor medida a diferencia de la variable de glicerina. Asimismo, de forma similar, cuando aumenta la concentración de glicerina, tiene un mayor efecto en cuanto al aumento de la permeabilidad al vapor de agua. Efecto de la adición, tipo y concentración de nanoalers sobre las propiedades mecánicas y de barrera de películas biodegradables a base de quitosano.
Efecto de la modificación química del almidón natural de patata (Solanum tuberosum) sobre sus propiedades fisicoquímicas y reológicas.
