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“Post nubila phoebus”
“Después de las nubes, el sol”
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LUZ en sus 130 años
de fundación
1891-2021
LUZ en sus 130 años
de fundación
1891-2021
VOLUMEN 44
ENERO - ABRIL 2021
NÚMERO 1
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 44, No. 1, 2021, Enero-Abril, pp. 04-58
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 44, No. 1, Enero-Abril, 2021, 12-20
Propiedades ópticas y mecánicas de biopelículas activas
elaboradas con micropartículas de citral
Ives Yoplac
1,2
, Patricio Córdova
3
, Luis Vargas
4
1
Facultad de Ingeniería Zootecnista, Agronegocios y Biotecnología, Universidad Nacional Toribio Rodríguez de
Mendoza de Amazonas. Chachapoyas, Perú.
2
Escuela de Postgrado, Programa Doctoral en Ciencia de Alimentos, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú.
3
Facultad de Educación y Ciencias de la Comunicación, Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de
Amazonas. Chachapoyas, Perú.
4
Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.
*Autor de Correspondencia: ives.yoplac@untrm.edu.pe
https://doi.org/10.22209/rt.v44n1a02
Recepción: 06 de enero de 2020 | Aceptación: 02 de octubre de 2020 | Publicación: 01 de enero de 2021
Resumen
Se estudió el efecto de la relación caseinato de sodio: sorbitol (CS:Sb) y la relación CS: micropartícula de citral
(CS:MC), en las propiedades ópticas y mecánicas de biopelículas activas. Se siguió la aplicación de un arreglo factorial 3x3
con tres relaciones de CS:Sb (1:0,5; 1:1,0 y 1:1,5) y tres relaciones de CS:MC (1:0,5; 1:1,0 y 1:1,5). Se elaboraron mediante el
método de casting, vertiendo la solución de formulación en placas de Petri y secando 24 horas a 25,0±0,5 °C y 55,0±2,0% de
humedad relativa. Se evaluaron las propiedades ópticas y mecánicas. Todas las variables evaluadas mostraron diferencias
observó que los mejores resultados, con respecto a las propiedades ópticas de las biopelículas activas, fueron encontrados
para formulaciones con menores niveles de relación CS:Sb y CS:MC, obteniendo menor diferencia de color (7,6), menor
opacidad (14,8%) y menor valor de transparencia (1,4 A
600
/mm). Respecto a las propiedades mecánicas de las biopelículas,
los mejores resultados se encontraron para formulaciones con altas concentraciones de sorbitol y bajas concentraciones de
MC, observándose mayor deformación (63%) y menor resistencia a la tracción (1,9 MPa).
Palabras clave: deformación; envase activo; módulo elástico; opacidad; valor de transparencia.
with citral microparticles
Abstract
The effect of the sodium caseinate:sorbitol (CS:Sb) and CS:citral microparticle (CS:MC) ratio on the optical and
pouring the formulation solution into Petri dishes and dried 24 hours at 25±0.5 °C and 55±2.0% relative humidity. Optical
(7.6), less opacity (14.8%) and less transparency value (1.4 A
600
deformation (63%) and less tensile strength (1.9 MPa).
Keywords:
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 44, No. 1, 2021, Enero-Abril, pp. 04-58
13
Biopelículas activas con micropartículas de citral
Introducción
La industria del envase y embalaje es una de las
más dinámicas en el mundo, por su importancia en las
diversas cadenas de valor. Por ello, este sector alcanzó, en
el 2018, una producción mundial de 975 mil millones de
dólares [1].
Los envases y embalajes son ampliamente
usados en diferentes sectores industriales, como la
industria alimentaria. En este sector, los materiales de
elaboración para envase primario más usados son papel,
cartón, plásticos, metal y vidrio [2,3]. De todos estos, los
envases de plástico han aumentado su participación en
los últimos años, y ocupan el 45% del total del mercado
de envases, debido a su peso ligero, versatilidad y bajo
costo [1,4]. No obstante, los envases plásticos provienen
de derivados del petróleo, que son fuentes no renovables,
no biodegradables, tardan más de cien años para su
degradación y, por ende, causantes de contaminación
ambiental; siendo los principales el polietileno,
poliestireno y polipropileno [5,6].
Frente a esta problemática, los biopolímeros
son considerados como recursos biotecnológicos con
propiedades únicas como la ausencia de toxicidad,
degradación y compatibilidad biológica; además, se
constituyen en fuente para el desarrollo de biopelículas
biodegradables [3]. Los principales biopolímeros
utilizados en este propósito son obtenidos a partir del
almidón, celulosa, algas marinas, quitosano, escamas de
pescados, fuentes proteicas, semillas de frutos, entre otros;
a los que se le adiciona otros materiales como lípidos,
de los biopolímeros de fuentes proteicas, destacan los
obtenidos de productos lácteos como la caseína [11,12].
Las biopelículas de caseína son transparentes,
biodegradables y presentan buenas propiedades de
barrera al oxígeno; además, pueden usarse como
soporte de compuestos antimicrobianos, o antioxidantes
(biocompuestos), dándole a la biopelícula una propiedad
funcional conocida como biopelícula activa o envase
potencia cuando se incorpora protegido, por ejemplo,
mediante microencapsulación [16,17]. Estas biopelículas
activas son de gran utilidad para el envasado de alimentos
perecederos como lácteos, cárnicos, hortofrutícolas,
alimentos preparados, entre otros. En algunos casos
la pérdida de agua, permeabilidad al oxígeno, retardar
la oxidación de lípidos, mejorar la textura y el sabor,
disminuir el recuento microbiano y en general prolongar
la vida útil del alimento a partir de la interacción de los
biocompuestos con el envase [8].
La elaboración de biopelículas activas con
propiedades antimicrobianas y/o antioxidantes se puede
formular con incorporación de sustancias naturales como
extractos o agentes activos (compuestos o metabolitos
secundarios) extraídos de los aceites esenciales (AE), en
activos (AA), destacan el mentol, geraniol, timol, eugenol,
(3, 7-Dimetil-2, 6-octadienal) es un aldehído monoterpeno
acíclico, compuesto por dos isómeros geométricos:
geranial (citral A en su forma cis) y neral (citral B en su
forma trans) [26,27]. Este AA principalmente posee
actividad antimicrobiana [28].
La literatura reporta algunos estudios
donde incorporaron el citral microencapsulado en la
formulación de biopelículas activas, entre el más reciente
destaca los reportados por Alarcón-Moyano et al. [16],
quienes adicionaron a una matriz de alginato de sodio,
obteniendo biopelículas estables y reducción microbiana
en ensayos in vitro. Por otro lado, existen estudios donde
se emplearon caseinato de sodio en la elaboración de
biopelículas activas con la incorporación de AA en forma
libre, como carvacrol [14,15], AE de germen de maíz
[29], AE de tung [30]. La mayoría de los trabajos antes
mencionados coinciden en que la adición de los diferentes
ópticas y mecánicas de la biopelícula. Sin embargo, no se
encontró evidencia del uso de citral microencapsulado
con caseinato de sodio y sorbitol para la elaboración de
biopelículas activas.
Por lo tanto, el presente estudio tuvo como
objetivo evaluar el efecto del caseinato de sodio, sorbitol
y micropartículas de citral en las propiedades ópticas y
mecánicas de biopelículas activas.
Materiales y métodos
Reactivos
Para la elaboración de la biopelícula activa se
emplearon: caseinato de sodio, sorbitol (Sigma - Aldrich,
Alemania) y micropartículas de citral (tamaño medio de
7,08 m) obtenidas en investigaciones previas [31,32],
elaboradas con citral y lecitina de soya (Sigma - Aldrich,
Alemania) y dextrina (Ingredion, Perú).
Preparación de las biopelículas activas
Las biopelículas se prepararon siguiendo
la metodología planteada por Arrieta et al. [15], con
destilada con 5% m/v de caseinato de sodio (CS). Se
añadió sorbitol (Sb) para obtener proporciones de CS:
Sb (1:0,5; 1:1,0 y 1:1,5). Se mezclaron a 50 °C durante
10 minutos bajo agitación continua a 1000 rpm en
un agitador magnético
Cimarec, USA), luego se enfriaron a temperatura ambiente.
El pH medio de las soluciones de CS-Sb fue de 6,48±0,01.
Posteriormente, se añadieron las micropartículas de citral
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Yoplac et al.
(MC) en una proporción de CS: MC (1:0,5; 1:1,0 y 1:1,5), se
mezcló a 35 °C durante 5 minutos a 1000 rpm. El pH medio
intensidad digital, durante 10 minutos y a temperatura
ambiente, para eliminar las espumas y las burbujas de
aire.
Las películas se obtuvieron mediante el
método de casting, vertiendo 9 mL de estas soluciones
en recipientes de placas de Petri de vidrio de 9 cm de
diámetro (EULab, Alemania); obteniendo un total de 4
placas de Petri por solución (tratamiento, Tabla 1). Se
acondicionaron durante 24 horas a 25±0,5 °C y 55±2,0%
de humedad relativa (HR), en una cámara de secado con
aire forzado Venticell-VC222 (MMM Group, Alemania),
equipada con un higrómetro Traceable® (Thermo
almacenadas a temperatura ambiente, dentro de bolsas
de polietieleno debidamente rotuladas, para su posterior
evaluación dentro de las primeras 48 horas; a excepción
del valor de transparencia que se midió a los 14 días
posteriores a su obtención, para evidenciar diferencias
Evaluaciones de las biopelículas activas
a) Espesor
El espesor medio de las películas se midió con
un micrómetro Digimatic IP-65, serie 293-240 (Mitutoyo,
Japón) con ±0,001 mm de precisión, en cinco posiciones
tratamiento.
b) Propiedades ópticas
• Color
W La medición de color de las biopelículas se
realizó según lo descrito por Pires et al. [33] y se aplico
L*=
93,11; a*= -0,63 y b*= 3,82). Los parámetros de color (L*,
a* y b*) se midieron con un colorímetro CR-400 (Konica
(W) de las biopelículas se calcularon usando la ecuación
(1):
El color de las películas se expresó como la
diferencia de color (E
*
) y se calculó con la ecuación (2)
[33].
donde L*, a*, b* son los diferenciales entre el parámetro
(1)
(2)
de color de las muestras y el parámetro de color de una
cartulina blanca estándar utilizado como fondo o respaldo
de la película. Se realizaron pruebas de color en cuatro
posiciones diferentes de tres biopelículas por tratamiento.
• Opacidad
Para la medición de la opacidad se siguieron las
indicaciones del método HunterLab [34] y la metodología
propuesta por Pires et al. [33], con la utilización de un
Japón). La opacidad (%) de las muestras se calculó con la
cada una con una base o fondo negro (Y
Fondo negro,
L*= 21,84;
a*= 0,29 y b*= 1,70) y una base o fondo blanco (Y
Fondo blanco,
L*= 93,12; a*= -0,65 y b*= 3,99).
donde Y es el valor triestímulo Y; considerando que el
concepto de valores triestímulo (X, Y, Z), se basa en la
teoría de los tres componentes de la visión del color, que
establece que el ojo posee receptores para tres colores
primarios (rojo, verde, azul) y que todos los colores se
ven como mezclas de estos tres colores primarios. Estos
sistema de color CIELab* [35,36]. Se realizaron pruebas
de opacidad en cuatro posiciones diferentes de tres
biopelículas por tratamiento.
• Transparencia
La transparencia de las biopelículas se
calculó mediante la ecuación (4), según lo informado
por Hamaguchi et al. [37], Pires et al. et al.
[38], mediante un espectrofotómetro Genesys 10S UV-
cortaron tiras de 10x80 mm (ancho x largo) y se colocaron
en cubetas de cuarzo para su medición. Como blanco se
midieron cubetas vacías.
donde A es la absorbancia a 600 nm y x es el espesor de la
película (mm). De acuerdo con esta ecuación, los valores de
transparencia más altos indican una menor transparencia.
La transparencia se midió a los 14 días después del
proceso de obtención, para evidenciar la diferencia entre
tratamientos, debido a que en los primeros días no es
notable; se realizó en tres biopelículas diferentes por
tratamiento.
c) Propiedades mecánicas
• Módulo elástico (E)
Los ensayos de tracción se llevaron a cabo
(3)
(4)
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15
Biopelículas activas con micropartículas de citral
a temperatura ambiente y 50% de HR, utilizando un
texturómetro Instron Instrument 3365 (Fareham
Hants, Reino Unido), según el estándar ASTM D882-01
[39] y la metodología propuesta por Arrieta et al. [15],
rectangulares (10x80 mm), separación de agarre inicial de
40 mm y velocidad de la cruceta de 25 mm/min. La media
del módulo elástico (E) medido en MPa, se calculó a partir
como la media de tres biopelículas de cada tratamiento.
• Alargamiento a la rotura (
B
) y resistencia a la trac-
ción (RT)
El alargamiento a la rotura (deformación)
y resistencia a la tracción fueron calculados en % y
MPa, respectivamente, a partir de las curvas de fuerza
tres biopelículas por tratamiento y de acuerdo a las
metodologías propuestas por Arrieta et al. [15] y ASRM
[39].
En el presente estudio, para la selección del
mejor tratamiento, se tuvo en cuenta aquel que para las
propiedades ópticas, presentara menor opacidad y VT,
así como, mayor porcentaje de blancura. Para propiedades
mecánicas, aquel que presentara menor E y RT, así como,
mayor porcentaje de
B.
Diseño experimental y análisis de datos
En este estudio, se utilizó un diseño
completamente al azar (DCA) con estructura factorial
3x3. Los factores evaluados correspondieron a la relación
CS:Sb, con tres niveles (1:0,5; 1:1,0 y 1:1,5) y relación
CS:MC con tres niveles (1:0,5; 1:1,0 y 1:1,5). De esta
combinación, surgieron nueve tratamientos y cada uno
con tres repeticiones (Tabla 1). La unidad experimental
correspondió a una biopelícula activa de 9 cm de diámetro.
Los residuos obtenidos a partir de los datos de las
variables evaluadas (propiedades ópticas y mecánicas), se
sometieron a una prueba de normalidad y homogeneidad
a realizar un análisis de varianza (ANDEVA), con un 5% de
Tabla 1. Distribución de los factores y tratamientos para
la obtención de las biopelículas activas.
Factor A
Relación CS:Sb
Factor B
Relación CS:MC
Tratamiento
1: 0,5 1: 0,5 T1: 0,5 + 0,5
1: 0,5 1: 1,0 T2: 0,5 + 1,0
1: 0,5 1: 1,5 T3: 0,5 + 1,5
1: 1,0 1: 0,5 T4: 1,0 + 0,5
1: 1,0 1: 1,0 T5: 1,0 + 1,0
1: 1,0 1: 1,5 T6: 1,0 + 1,5
1: 1,5 1: 0,5 T7: 1,5 + 0,5
1: 1,5 1: 1,0 T8: 1,5 + 1,0
1: 1,5 1: 1,5 T9: 1,5 + 1,5
CS: caseinato de sodio; Sb: sorbitol; MC: micropartículas de
citral.
entre los factores (tratamientos), se aplicó una prueba
los tratamientos. Cuando solo existieron diferencias
realizó
Los resultados fueron analizados estadísti-
camente mediante el programa Minitab Release 17,1;
software
Resultados y discusión
Los resultados para todas las variables evaluadas
los factores y en los niveles de los factores (p<0,05).
Espesor
La Tabla 2 muestra los valores del espesor de
las biopelículas activas, que varió entre 121,3 y 192,0
et al. [14,15], para biopelículas de CS con agente activo
(AA) de carvacrol libre (88±16 m). Esto se debería,
principalmente, a la incorporación, en el presente estudio,
del AA de citral microencapsulado con dextrina y lecitina
espesor.
Como se había previsto, se observó que la
adición de solutos en la solución contribuyó con el
incremento del espesor de las biopelículas. Se evidenció
que las relaciones CS:Sb y CS:MC, ambos con nivel 1:0,5;
produjeron biopelículas con menor espesor. Del mismo
modo, se constató que T1 y T4, ambos con el menor
exhibieron biopelículas
más delgadas con 121,3 y 143,8 , respectivamente. Se
y MC. Estos resultados son similares a los reportados por
Pereda et al. [30] para biopelículas con CS y AE de tung,
y que muestran una relación directa entre el espesor y el
contenido de solutos en la formulación.
Propiedades ópticas
La blancura de las biopelículas activas varió de
73,1 a 85,4 (Tabla 3), siendo inferior a la reportada por
Pires et al. [33], para biopelículas elaboradas con proteína
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 44, No. 1, 2021, Enero-Abril, pp. 04-58
16
Yoplac et al.
Tabla 2. Espesor de las biopelículas activas en los
tratamientos evaluados.
Tratamiento (T)
Espesor (µm)
X±DE
T1: 0,5+0,5 121,27
1
± 6,20 a
T2: 0,5+1,0 154,53 ± 10,63 bc
T3: 0,5+1,5 159,47 ± 1,21 bc
T4: 1,0+0,5 143,80 ± 12,93 ab
T5: 1,0+1,0 164,78 ± 3,38 bcd
T6: 1,0+1,5 170,73 ± 22,15 bcd
T7: 1,5+0,5 179,07 ± 1,75 cd
T8: 1,5+1,0 189,93 ± 0,99 d
T9: 1,5+1,5 192,00 ± 8,34 d
1
Los valores indican la media (n=3). X: media; DE: desviación
estándar.
Letras diferentes, en sentido vertical, indican diferencias
para cada tratamiento (T).
de merluza y AE de tomillo. Las biopelículas con relacones
CS:Sb de (1:0,5 y 1:1,0) y CS:MC (1:1,0); es decir, T1 y
T4, presentaron los mayores valores de blancura, siendo
estos tratamientos los más transparentes. Por otro lado,
al evaluar las interacciones se observó que T3, T6 y T9,
todos con mayor contenido de MC, mostraron menores
valores de blancura; resultados que demuestran que
estos tratamientos fueron menos transparentes, debido
principalmente al incremento de MC en la formulación
para la obtención de las biopelículas activas. Estos
resultados fueron diferentes a los obtenidos por Pires
et al. [33], quienes observaron que las diferentes
concentraciones de AE de tomillo, adicionado a la proteína
de la biopelícula, debido probablemente a que fue añadido
en forma libre. En el presente estudio, en cambio, el AA
fue adicionado microencapsulado, donde además del
citral, contenía dextrina y lecitina de soya (encapsulante
y emulsifcante, respectivamente), solutos que por sus
podrían ser los responsables de valores bajos de blancura.
Tabla 3. Propiedades ópticas de las biopelículas activas en los tratamientos evaluados.
Tratamiento (T)
Propiedades ópticas
Blancura
X±DE
ΔE*
2
X±E
Opacidad (%)
X±DE
VT
3
- 14 días
(A
600
/mm)
X±DE
T1: 0,5+0,5 85,37
1
± 0,56 f 7,61 ± 0,58 a 14,82 ± 0,90 a 2,40 ± 0,40 ab
T2: 0,5+1,0 78,32 ± 0,29 c 15,09 ± 0,30 c 17,38 ± 0,60 abc 1,36 ± 0,42 a
T3: 0,5+1,5 73,05 ± 0,85 a 20,59 ± 0,86 e 19,99 ± 1,11 c 1,99 ± 0,10 ab
T4: 1,0+0,5 84,88 ± 0,49 ef 8,03 ± 0,50 a 16,34 ± 0,90 abc 5,80 ± 1,14 c
T5: 1,0+1,0 79,72 ± 0,70 cd 13,61 ± 0,69 bc 15,71 ± 0,31 ab 2,63 ± 0,22 ab
T6: 1,0+1,5 75,54 ± 1,71 ab 18,11 ± 1,68 de 16,20 ± 0,90 abc 3,32 ± 0,57 b
T7: 1,5+0,5 82,20 ± 0,68 de 11,07 ± 0,75 b 33,66 ± 2,57 e 8,29 ± 0,69 d
T8: 1,5+1,0 77,26 ± 1,06 bc 16,16 ± 1,09 cd 25,37 ± 2,64 d 7,11 ± 0,80 cd
T9: 1,5+1,5 75,01 ± 1,44 ab 18,64 ± 1,25 de 19,21 ± 0,11 bc 6,83 ± 0,72 cd
1
Los valores indican promedio (n=3). X: la media; DE: desviación estándar.
2
Diferencia del color total.
3
Valor de transparencia.
tratamiento (T).
La varió entre 7,6 y 20,6 (Tabla 3); valores
superiores a los reportados por Pires et al. [33], para
biopelículas con proteína de merluza y AE de tomillo.
Al evaluar los niveles de los factores, se observó que la
relación CS:Sb con nivel 1:1,0 y la relación CS:MC con nivel
de 1:0,5; mostraron menores valores de . Al analizar
las interacciones de los factores, se observó que los
tratamientos T1 y T4, ambos con menor contenido de MC,
presentaron los menores valores de .
La opacidad varió entre 14,8 y 33,7% (Tabla 3),
los cuales estan dentro de los rangos reportados por Pires
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 44, No. 1, 2021, Enero-Abril, pp. 04-58
17
Biopelículas activas con micropartículas de citral
et al. [33], para biopelículas con proteínas de merluza,
glicerol y AE de tomillo (15 y 16%). Por el contrario,
fueron superiores a los seálados por García y Sobral [40]
para biopelículas de proteína de tilapia y glicerol (4 y
10%), siendo más transparentes que las biopelículas del
presente estudio. Esto podría deberse principalmente a
la adición de AA en la formulación, al igual que en otros
estudios donde la opacidad de las biopelículas se vio
aspecto más opaco [29]. La biopelícula con el menor valor
de opacidad, y por ende la más transparente, se consiguió
con el T1.
Por otro lado, el valor de transparencia (VT),
determinado a los 14 días después de su obtención,
varió entre 1,36 y 8,29 A
600
/mm (Tabla 3), siendo T2 el
que obtuvo el menor VT. Estos niveles estuvieron dentro
de los rangos reportados para biopelículas con CS y
aceite de germen de maíz [29] y con proteína de soja
[41]. El comportamiento del VT fue similar a las demás
propiedades ópticas (blancura, opacidad y ΔE*), que se
formulación, como el Sb y MC.
De manera general, las biopelículas del presente
estudio fueron más opacas que las preparadas con CS y
AE de canela y jengibre libres [42], proteínas de merluza
[33], proteína de trigo [43] y proteína de soya [44]. Estas
diferencias podrían deberse al tipo de proteína, origen
propiedades ópticas de las biopelículas, particularmente
en la transparencia y color [43,45]. En el presente
estudio, se observó que las biopelículas con menores
niveles de relación CS:Sb y CS:MC, mostraron las mejores
propiedades ópticas.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas se consideran
uno de los atributos más importantes de los materiales
de envasado de alimentos. La capacidad máxima de las
películas para resistir el esfuerzo aplicado se mide por
la (RT), mientras que el porcentaje de alargamiento en la
rotura (
B
), es una propiedad mecánica que proporciona
información sobre la deformación de un material antes
de la rotura. Estas propiedades son importantes en
el material de embalaje para proteger los alimentos
envasados del deterioro debido a daños mecánicos y para
mantener su integridad durante el almacenamiento de los
procesos logísticos [46]. Las propiedades mecánicas de las
biopelículas activas se resumen en la Tabla 4.
Tabla 4. Propiedades mecánicas de las biopelículas activas en todos los tratamientos evaluados.
Tratamiento (T)
Propiedades mecánicas
Alargamiento a la rotura
- ε
B
(%)
X±DE
Módulo elástico - E (MPa)
X±DE
Resistencia a la tracción -
RT (MPa)
X±DE
T1: 0,5+0,5 41,22
1
± 4,18 b 239,47 ± 24,56 c 8,42 ± 0,96 e
T2: 0,5+1,0 2,42 ± 0,41 e 407,46 ± 42,19 d 5,65 ± 1,10 d
T3: 0,5+1,5 0,55 ± 0,13 e 492,96 ± 62,49 e 4,43 ± 1,14 bcd
T4: 1,0+0,5 62,97 ± 11,23 a 72,91 ± 7,09 a 5,99 ± 0,72 d
T5: 1,0+1,0 33,50 ± 2,14 bc 100,24 ± 8,50 ab 4,64 ± 0,22 bcd
T6: 1,0+1,5 15,58 ± 1,45 de 163,24 ± 12,05 bc 4,85 ± 0,58 bcd
T7: 1,5+0,5 61,14 ± 9,91 a 52,72 ± 2,85 a 2,88 ± 0,08 abc
T8: 1,5+1,0 39,09 ± 5,96 b 55,32 ± 2,57 a 1,90 ± 0,18 a
T9: 1,5+1,5 22,70 ± 1,06 cd 68,04 ± 4,32 a 2,76 ± 0,23 ab
1
Los valores indican promedio (n=3). X: promedio; DE: desviación estándar.
(p<0,05), para cada tratamiento (T).
El
B
varió entre 0,55 y 62,97%. Al evaluar el
efecto de los niveles dentro de cada factor, se observó que
el incremento de Sb en la formulación también aumentó el
porcentaje % de
B
, por el contrario el incremento de MC
en la formulación, redujo este parámetro. Los tratamientos
con mayor porcentaje de deformación fueron T4 y T7,
y menores niveles de MC, favorecieron el aumento de
la deformación. Estos resultados son similares a los
reportados para biopelículas con CS, glicerol y carvacrol
[14,15], CS, glicerol y AE de germen de maíz [29], en los
que se observaron relaciones directas entre los niveles de
B; además, presentaron una reducción del
B con la incorporación del AE.
El módulo elástico (E) varió entre 52,7 y 493
MPa. El aumento de sorbitol en la formulación redujo el E;
por el contrario, el incremento de MC lo elevó. Al analizar la
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18
Yoplac et al.
interacción de los factores, se observó que los tratamientos
T4, T7, T8 y T9, en su mayoría con mayor contenido de
E. Por su lado,
la (RT) varió entre 1,9 y 8,4 MPa. Se observó el aumento de
Los tratamientos con menores valores de RT fueron T7, T8
y T9; todos con mayor contenido de sorbitol. Tanto E como
RT mostraron comportamientos similares, notándose que
reducción de ambas propiedades mecánicas, las mismas
que se ven afectadas, cuando se incorporan otros solutos,
como AA libres o microencapsulados. Estos resultados
fueron similares a los indicados por Arrieta et al. [14] y
et al. [46] para biopelículas de CS, glicerol y AA.
Por otro lado, estudios previos reportan que
los AA, como citral, carvacrol, timol y otros, afectan
de alguna manera las interacciones entre las cadenas
macromoleculares en la matriz del polímero. Este efecto
puede estar relacionado con interacciones electrostáticas
entre el CS y el AA, debido a las diferentes distribuciones
que los caseinatos actúan como macroaniones en el pH
citral (por ser un aldehído acíclico con grupo funcional-
CHO), podría ser portador de protones, intercambiando su
protón por otro catión, como el sodio con carga positiva
[15]. Otra manera de cómo la incorporación del AA afecta
las propiedades mecánicas de las biopelículas, podría
la matriz de CS, pueden actuar como partículas de relleno
deformables y mejorar las propiedades de tracción de
las biopelículas [29]. Los efectos positivos de los AA en
la elasticidad de las biopelículas son mayores cuando se
reducidos cuando se adiciona microencapsulado [16].
La mayoría de las investigaciones donde
coinciden en que las propiedades mecánicas de las
E y RT elevados a expensas
de un B reducido; comportamiento opuesto (E y RT
inferior, y mayor B) se registra para muestras con glicerol
En términos generales, se sabe que las películas
a temperatura ambiente para evitar roturas innecesarias
durante su uso [49]. En tal sentido, se demostró que
las biopelículas del presente estudio, con alto nivel de
relación CS:Sb y bajo nivel de CS:MC, tuvieron respuestas
mecánicas adecuadas para envasado de alimentos. De
los valores obtenidos para las propiedades ópticas y
mecánica, se puede decir que el tratamiento que mostró
resultados adecuados estuvo conformado por un nivel
medio de CS:Sb (1:1,0) y menor nivel de CS:MC (1:0,5),
Figura 1.
Figura 1.
micropartículas de citral elaboradas con relaciones CS:Sb
de (1:1,0) y CS:MC de (1:0,5); tomadas inmediatamente
después de su procesamiento.
Conclusiones
incremento de los niveles de CS:Sb y CS:MC aumentó
las propiedades ópticas de las biopelículas. En cuanto a las
propiedades mecánicas, las biopelículas activas mostraron
una mayor elasticidad con el aumento progresivo de Sb,
por el contrario, se vieron afectadas con el incremento
de MC. Por lo tanto, si se considera la obtención de
biopelículas con las mejores propiedades mecánicas
(mayor
B
%, menor RT y menor E), sin afectar su espesor
y propiedades ópticas, entre todas las formulaciones
probadas, los resultados sobresalientes se encontraron
para biopelículas con nivel medio de CS:Sb (1:1,0) y menor
nivel de CS:MC (1:0,5). Esta formulación podría asegurar
las condiciones para el procesamiento de la biopelícula,
(MC), para obtener un sistema de envasado activo. En
consecuencia, estas biopelículas muestran potencial para
su uso futuro en la conservación de alimentos frescos.
Finalmente, son necesarios más estudios sobre las
propiedades funcionales relacionadas con los materiales
en contacto con alimentos, es decir, microestructura,
propiedades antimicrobianas, biodegradabilidad, per-
meabilidad al oxígeno y vapor de agua.
Agradecimientos
El primer autor agradece el apoyo al Consejo
Nacional de Ciencia y Tecnología (CONCYTEC) por
cursar el doctorado en Ciencia de Alimentos, dentro del
programa doctoral de la Universidad Nacional Agraria
179-2015-FONDECYT.
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REVISTA TECNICA
DE LA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
www.luz.edu.ve
www.serbi.luz.edu.ve
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Esta revista fue editada en formato digital y publicada
en Diciembre de 2020, por el Fondo Editorial Serbiluz,
Universidad del Zulia. Maracaibo-Venezuela
Vol. 44. N°1, Enero - Abril 2021, pp. 04 - 58__________________
