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COMPARACIÓN MECÁNICA DE PELÍCULAS PLÁSTICAS PRODUCIDAS A PARTIR DE JUGO DE NOPAL DE Opuntia megacantha SALM-DYCK Y Opuntia ficus-indica (L.) Mill

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Abstract

Palabras clave: biopolímero, resistencia a la tensión, % elongación. Introducción Los polisacáridos de algunas plantas pueden ser utilizados como materia prima para la elaboración de bioplásticos que disminuyen la contaminación ambiental; estos biopolímeros se han utilizado principalmente en la producción de películas plásticas para recubrir alimentos extendiendo así su vida de anaquel. Dentro de los polisacáridos que comúnmente se han estudiado con este fin se encuentra el almidón de papa y plátano, Zamudio et al. (1) y el mucílago de plantas suculentas, entre ellas destacan el nopal según Espino et al. (2) y la sábila de acuerdo con Restrepo (3). El objetivo del presente trabajo es comparar mecánicamente películas de biopolímero obtenidas con el jugo de dos especies de nopal. Materiales y métodos Se utilizaron nopales de la especie O. ficus-indica de la comunidad de San Esteban en Zapopan, Jalisco y de la especie O. megacantha del Rancho las Papas de Arriba en Ojuelos de Jalisco, Jalisco. El jugo de nopal se decantó por tres días en refrigeración y se filtró. Se prepararon películas plásticas mediante la técnica de gel-casting, con jugo de nopal decantado, proteína, glicerina y cera natural. Las pruebas mecánicas de Resistencia a la Tensión (RT) y % de Elongación (% E) fueron realizadas a temperatura ambiente en la máquina universal modelo 4411 con la norma ASTM D882. Se utilizó un Diseño de Comparación Simple con dos réplicas analizado mediante análisis de varianza (ANOVA), la comparación de medias se realizó con la prueba de Tukey al encontrar diferencias estadísticas significativas en ANOVA (P < 0.05) se utilizó Statgraphics Centurión 15. Resultados Existen diferencias estadísticas significativas en la RT de las películas plásticas preparadas con jugo de O. ficus indica y O. megacantha, (P = 0.0061) siendo las películas preparadas con jugo de O. ficus indica las que presentan mayor RT (Figura 1). La RT oscila entre 1.17-1.62 MPa; Espino et al. (2) reportan películas preparadas con albúmina de huevo, proteína de cacahuate, aislado de proteína de soya y gluten de trigo con resistencias semejantes a las del presente trabajo. No se encontraron diferencias estadísticas significativas en el % de E de las películas plásticas preparadas con jugo de O. ficus indica y O. megacantha (P = 0.1262), estando la elongación entre 104-140 %, de acuerdo con Espino et al. (2), películas de aislado de proteína de soya y de proteína de cacahuate tienen % de E similares a las elaboradas con jugo de nopal. Además tanto la RT así como el % de E de películas preparadas con mucílago de nopal y glicerina de dicho trabajo están por debajo de la de las películas preparadas con jugo de nopal del presente. Figura 1. Efecto de la especie de nopal en la Resistencia a la Tensión. Las barras del error representan la desviación estándar. Diferentes letras indican diferencia estadística significativa (P < 0.05). Conclusiones Es factible obtener películas plásticas utilizando jugo decantado de nopal. Al utilizar la mezcla de jugo de nopal, glicerina, proteína y cera se mejora la resistencia a la tensión y el % de elongación en comparación con el uso de mucílago de nopal mezclado con glicerina. La resistencia a la tensión de las películas preparadas con jugo de nopal depende de la especie utilizada. En % de elongación no existe diferencia estadística significativa entre las especies de nopal utilizadas. Agradecimientos
COMPARACIÓN MECÁNICA DE PELÍCULAS PLÁSTICAS PRODUCIDAS A PARTIR DE JUGO
DE NOPAL DE Opuntia megacantha SALM-DYCK Y Opuntia ficus-indica (L.) Mill.
Pascoe, S. y Mendoza, M.
Jefatura de Investigación, Universidad del Valle de Atemajac, Jalisco. México.
sandra.pascoe@univa.mx
Palabras clave: biopolímero, resistencia a la tensión, % elongación.
Introducción
Los polisacáridos de algunas plantas pueden ser utilizados
como materia prima para la elaboración de bioplásticos que
disminuyen la contaminación ambiental; estos biopolímeros
se han utilizado principalmente en la producción de películas
plásticas para recubrir alimentos extendiendo así su vida de
anaquel. Dentro de los polisacáridos que comúnmente se han
estudiado con este fin se encuentra el almidón de papa y
plátano, Zamudio et al. (1) y el mucílago de plantas
suculentas, entre ellas destacan el nopal según Espino et al.
(2) y la sábila de acuerdo con Restrepo (3). El objetivo del
presente trabajo es comparar mecánicamente películas de
biopolímero obtenidas con el jugo de dos especies de nopal.
Materiales y métodos
Se utilizaron nopales de la especie O. ficus-indica de la
comunidad de San Esteban en Zapopan, Jalisco y de la
especie O. megacantha del Rancho las Papas de Arriba en
Ojuelos de Jalisco, Jalisco. El jugo de nopal se decantó por
tres días en refrigeración y se filtró. Se prepararon películas
plásticas mediante la técnica de gel-casting, con jugo de
nopal decantado, proteína, glicerina y cera natural. Las
pruebas mecánicas de Resistencia a la Tensión (RT) y % de
Elongación (% E) fueron realizadas a temperatura ambiente
en la máquina universal modelo 4411 con la norma ASTM
D882. Se utilizó un Diseño de Comparación Simple con dos
réplicas analizado mediante análisis de varianza (ANOVA),
la comparación de medias se realizó con la prueba de Tukey
al encontrar diferencias estadísticas significativas en
ANOVA (P < 0.05) se utilizó Statgraphics Centurión 15.
Resultados
Existen diferencias estadísticas significativas en la RT de las
películas plásticas preparadas con jugo de O. ficus indica y
O. megacantha, (P = 0.0061) siendo las películas preparadas
con jugo de O. ficus indica las que presentan mayor RT
(Figura 1). La RT oscila entre 1.17-1.62 MPa; Espino et al.
(2) reportan películas preparadas con albúmina de huevo,
proteína de cacahuate, aislado de proteína de soya y gluten
de trigo con resistencias semejantes a las del presente
trabajo. No se encontraron diferencias estadísticas
significativas en el % de E de las películas plásticas
preparadas con jugo de O. ficus indica y O. megacantha (P =
0.1262), estando la elongación entre 104-140 %, de acuerdo
con Espino et al. (2), películas de aislado de proteína de soya
y de proteína de cacahuate tienen % de E similares a las
elaboradas con jugo de nopal. Además tanto la RT así como
el % de E de películas preparadas con mucílago de nopal y
glicerina de dicho trabajo están por debajo de la de las
películas preparadas con jugo de nopal del presente.
Figura 1. Efecto de la especie de nopal en la Resistencia a la
Tensión. Las barras del error representan la desviación estándar.
Diferentes letras indican diferencia estadística significativa (P <
0.05).
Conclusiones
Es factible obtener películas plásticas utilizando jugo
decantado de nopal. Al utilizar la mezcla de jugo de nopal,
glicerina, proteína y cera se mejora la resistencia a la tensión
y el % de elongación en comparación con el uso de mucílago
de nopal mezclado con glicerina. La resistencia a la tensión
de las películas preparadas con jugo de nopal depende de la
especie utilizada. En % de elongación no existe diferencia
estadística significativa entre las especies de nopal
utilizadas.
Agradecimientos
Laboratorio de Polímeros Multifásicos del Centro
Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías de la
Universidad de Guadalajara.
Bibliografía
1. Zamudio F. P.B., Bello P. L. A., Vergas T. A., Hernández U. J. P. y
Romero B. C. A. 2007. Caracterización parcial de películas preparadas con
almidón oxidado de plátano. Agrociencia. (41): 837-844.
2. Espino D. J., Ornelas P. J. de J., Martínez T. M.A., Santillán C., Barbosa
C. G. V., Zamudio F. P. B. y Olivas G. I. 2010. Development and
Characterization of Edible Films Based on Mucilage of Opuntia ficus indica
(L.). Journal of Food Sicience. Vol 75. (6): E347-E352.
3. Restrepo F. J. I. y Arisitizábal T. I. D. 2010. Conservación de Fresa
(Fragaria x ananassa Duch cv Camarosa) mediante la Aplicación de
Recubrimientos Comestibles de Gel Mucilaginoso de Penca Sábila (Aloe
barbadensis Miller) y Cera de Carnaúba. Vitae, Revista de la Facultad de
Química Farmacéutica. Vol. 17. (3): 252-263.
0
0.5
1
1.5
2
O. f ic us i nd ic a O. m eg ac an th a
Resistecia a la Tensión (MPa)
a
b
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Article
Full-text available
Manufacturing of biodegradable films from starch is important due to pollution problems caused by the widespread use of polyethylene. Films were made with oxidized banana starch and glycerol using thermal gelatinization, and casting; an evaluation was made of the color, solubility in water and the thermal behavior of the films. The oxidized starches presented more whiteness than the native ones, and this same pattern was observed in the films that were made. The films presented high values of luminosity L* (93), increasing when the oxidation levels of the starch increased. The solubility in water increased when the temperature and oxidation level of the starch increased. High concentrations of hypochlorite in the oxidation caused higher depolymerization of the starch. The addition of sunflower oil to the filmogenic solution produced the lowest value of solubility (17.6%), which can be associated to the hydrophobic character of oil. The addition of glycerol in the films decreased the glass transition temperature (37.7 to 24.5 °C), which can be explained as a plasticizing effect. The films made with the oxidized starch presented higher values of fusion temperature as the concentration of chlorine increased. Enthalpy (associated with the phenomenon of fusion) decreased (175.6 to 68.9 J g¿1) as the oxidation level of starch increased. Oxidized banana starch is an alternative for preparing films with potential as packing material.
Article
Mucilage of Opuntia ficus-indica (OFI) was extracted and characterized by its composition and molecular weight distribution. Mucilage film-forming dispersions were prepared under different pHs (3, 4, 5.6, 7, and 8) and calcium concentration (0% and 30% of CaCl(2), with respect to mucilage's weight), and their particle size determined. Mucilage films with and without calcium (MFCa and ME, respectively) were prepared. The effect of calcium and pH on mucilage films was evaluated determining thickness, color, water vapor permeability (WVP), tensile strength (TS), and percentage of elongation (%E). The average molecular weight of the different fractions of mucilage was: 3.4 x 10(6) (0.73%), 1 x 10(5) (1.46%), 1.1 x 10(3) (45.79%), and 2.4 x 10(2) Da (52.03%). Aqueous mucilage dispersions with no calcium presented particles with an average size d(0.5) of 15.4 mu m, greater than the dispersions with calcium, 13.2 mu m. MFCa films showed more thickness (0.13 ram) than the ME films (0.10 mm). The addition of calcium increased the WVP of the films from 109.94 to 130.45 gmm/m(2)dkPa. Calcium and pH affected the mechanical properties of the films; the largest TS was observed on MF films, whereas the highest %E was observed on MFCa films. The highest differences among ME and MFCa films were observed at pHs 5.6 and 7 for TS and at pHs 4 and 8 for %E. No effect of pH and calcium was observed on luminosity and hue angle. Chroma values were higher for MF when compared with MFCa, and increased as pH of the films increased.
Conservación de Fresa (Fragaria x ananassa Duch cv Camarosa) mediante la Aplicación de Recubrimientos Comestibles de Gel Mucilaginoso de Penca Sábila (Aloe barbadensis Miller) y Cera de Carnaúba. Vitae, Revista de la Facultad de Química Farmacéutica
  • F J I Restrepo
Restrepo F. J. I. y Arisitizábal T. I. D. 2010. Conservación de Fresa (Fragaria x ananassa Duch cv Camarosa) mediante la Aplicación de Recubrimientos Comestibles de Gel Mucilaginoso de Penca Sábila (Aloe barbadensis Miller) y Cera de Carnaúba. Vitae, Revista de la Facultad de Química Farmacéutica. Vol. 17. (3): 252-263.