Desarrollo de un biofilm a partir de almidón de cáscara de yuca nativa de la provincia de Manabí
Desarrollo de un biofilm a partir de almidón de cáscara de yuca nativa de la provincia de Manabí
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Authors
Párraga Sabando, Michael Jordan
Jadán Rovayo Domenik Saina
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Tutor
Co-Tutor
Publisher
Universidad Técnica de Manabí
Campo Amplio
Campo Espec�fico
Num. P�ginas
Date
2022
Abstract
This study exposes the elaboration of biofilm from cassava shell starch, cultivated in the
Manabí province, the film that has been developed with the addition of glycerol as plasticizer.
The variation of pH has been evaluated to know the optimum level required to achieve the best
physicochemical and optical characteristics, as well as an adequate biodegradation time.
Thickness, density, humidity, color, water solubility, base solubility, acid solubility, and
biodegradability were carried out to evaluate the films. The result should that films with pH
7.5 to 11.5 are suitable for packaging alkaline foods, neutral and acid with a percentage of
degradation after 31 days between 10.35 ± 0.30% to 30.56 ± 3.93%. On the contrary, it was
established that films with pH 4.7 and 6.5 are not suitable for food packaging due to their rapid
disintegration when it enter in contact with alkaline or near-neutral substances. To evaluate
the optical characteristics, the CIELAB test was carried out, obtaining as a result that pH
increase is directly proportional to the color difference and inversely proportional to the
opacity, this information will be useful in the film designing for food use, due color is an
essential parameter that predominates in the appearance of the product and according to this
in the consumer acceptability, with the results obtained in this section we have the necessary
information to select the color of the film based on the pH measurements. The biodegradability
of the films was also evaluated based on the pH, according to the results obtained, total
biodegradation is projected between the 3rd to 7th months with the optimal pH´s for the
development of a film for food packaging (7.5 to 11.5), this complies with the estipulate in the
"Proyecto de Ley Orgánica para la Racionalización, Reutilización y Reducción de Plásticos
de un Solo Uso en el Comercio" that considers a polymer as a biodegradable when its total
decomposition does not exceed 24 months. Thus, with the data obtained according to the pH´s
values, it is possible to know the approximate time of biodegradation in a developed film. This
work provides the opportunity to carry out new research on the use of matrices considered as
waste and that can be used as raw material for the production of biopolymers, future research
with this matrix should focus on the mechanical properties and scaling at the industrial level
through techniques as the blowing, that is adequate for polymers with average density of 1.484
g/cc, value that exceeds that established for high-density polyethylene (max 0.96 g/cc), which
would result in excellent resistance mechanics.
Description
El presente trabajo de titulación expone la elaboración de un biopolímero (biofilm) a partir de
almidón de cáscara de yuca, cultivada en la provincia de Manabí, la misma que se ha
desarrollado con la adición de glicerol como plastificante y donde se ha estudiado la variación
de pH con el objetivo de evaluar el nivel óptimo requerido para alcanzar las mejores
características fisicoquímicas y ópticas, así como un adecuado tiempo de biodegradación. Con
los films obtenidos se realizaron análisis de espesor, densidad, humedad, color, solubilidad al
agua, solubilidad a la base, solubilidad al ácido y biodegradabilidad, obteniendo como
resultado que los films con pH 7.5 a 11.5 son aptos para el embalaje de alimentos alcalinos,
neutros y ácidos con un porcentaje de degradación a los 31 días entre 10.35 ± 0.30% a 30.56
± 3.93%, por el contrario se estableció que los films con pH 4.7 y 6.5 no son aptos para el
embalaje de alimentos, debido a su pronta desintegración al entrar en contacto con sustancias
alcalinas o cercanas a la neutralidad. Para evaluar las características ópticas se realizó el ensayo
CIELAB, obteniendo como resultado que el incremento de pH es directamente proporcional a
la diferencia de color e inversamente proporcional a la opacidad, siendo esta información útil
al momento de diseñar un film destinado a uso alimentario debido a que el color es un
parámetro esencial que predomina en la apariencia del producto y acorde a este en la
aceptabilidad del consumidor, con los resultados obtenidos en este apartado se tiene la
información necesaria para seleccionar el color del film en función de las medidas del pH. Se
evaluó también la biodegradabilidad de los films en función del pH, de acuerdo a los resultados
obtenidos se proyecta una biodegradación total en un tiempo de 3 a 7 meses con los pH´s
óptimos para el desarrollo de un film para embalaje alimentario (7.5 a 11.5), esto cumple con
lo establecido por el “Proyecto de Ley Orgánica para la Racionalización, Reutilización y
Reducción de Plásticos de un Solo Uso en el Comercio” que considera un polímero como
biodegradable cuando su descomposición total no supera los 24 meses. Es así que, con los
datos obtenidos acorde a los valores pH, se puede conocer el tiempo aproximado de
biodegradación en un film desarrollado. Este trabajo brinda la oportunidad de efectuar nuevas
investigaciones en el uso de matrices consideradas como residuos y que pueden ser utilizadas
como materia prima para la elaboración de biopolímeros, próximas investigaciones con esta
matriz deberían enfocarse en las propiedades mecánicas y la escalada a nivel industrial
mediante técnicas como el soplado que se ha establecido como adecuada por obtener el
polímero diseñado una densidad promedio de 1.484 g/cc, valor que sobrepasa lo establecido
para el polietileno de alta densidad (max 0.96 g/cc), lo que daría como resultado una excelente
resistencia mecánica.
Keywords
BIOFILM,
DESARROLLO,
YUCA