Obtención y caracterización de películas comestibles a base de almidón de maíz acetilado y microcristales de celulosa aislados de Padina durvillaei

Abstract

En la actualidad existe gran interés en el desarrollo y aplicación de recubrimientos y Películas Comestibles (PC) con el propósito de preservar la calidad de los alimentos, extender su vida útil y mejorar la seguridad alimentaria. Con este fin, se han empleado nuevos recursos para la elaboración de PC, tal es el caso de biopolímeros como el almidón acetilado el cual puede generar materiales con buenas propiedades fisicoquímicas y térmicas. Asimismo, la adición de celulosa a las PC constituye una excelente estrategia para mejorar sus propiedades mecánicas y de solubilidad. En los últimos años, algunas especies de macroalgas han aumentado su biomasa, generando problemas económicos y ambientales en las costas mexicanas por lo que resulta interesante la utilización de este subproducto marino para extraer celulosa. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue extraer y caracterizar microcristales de celulosa a partir de macroalgas, así como, evaluar su efecto sobre las propiedades fisicoquímicas y mecánicas de películas comestibles de almidón de maíz acetilado. En la primera etapa del estudio se aislaron microcristales de celulosa a partir de biomasa de macroalgas (Padina durvillaei) recolectadas en las costas de Mazatlán, Sinaloa mediante una extracción ácida. Dichos microcristales fueron caracterizados química, térmica y microestructuralmente. En la segunda etapa, se procedió con la elaboración de las PC utilizando un diseño central compuesto rotable de la metodología de superficie de respuesta. Este diseño se empleó para analizar los datos obtenidos de las distintas variables para las PC. Los factores de estudio fueron: Contenido de Microcristales de Celulosa (CMCC, 0-10%) y Contenido de Glicerol (CG, 20-35%). Las variables de respuesta fueron: Resistencia a la tracción (σ), Elongación (ε), Módulo de Young (E), Permeabilidad al Vapor de Agua (PVA) y Solubilidad (S). El CG presentó efecto significativo sobre todas las variables evaluadas, mientras que el CMCC presentó efecto significativo en ε y PVA. A partir del estudio de optimización se obtuvo que las mejores concentraciones de la mezcla fueron, CMCC: 7.48% y CG: 20%. Una vez que se obtuvo el tratamiento óptimo, éste fue caracterizado en función de sus propiedades mecánicas y de barrera (E, ε, PVA y S). Los resultados obtenidos indican que las películas elaboradas a partir de almidón de maíz acetilado y microcristales de celulosa se pueden utilizar como recubrimiento o películas comestibles de frutas u hortalizas al presentar una baja permeabilidad al vapor de agua y buenas propiedades mecánicas. Asimismo, se les dio un valor agregado a las macroalgas de la especie Padina Durvillaei, el cual es un recurso que hasta el momento genera contaminación ambiental y problemas en el sector turístico en el puerto de Mazatlán, Sinaloa.