Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de ...

Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la

elaboración de películas basadas en almidón de Canna indica L.

Liliana Ávila Martín

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica

Bogotá D.C., Colombia

2018

Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la

elaboración de películas basadas en almidón de Canna indica L.

Liliana Ávila Martín

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ingeniería de Materiales y Procesos

Director:

Jairo Ernesto Perilla Perilla

Ingeniero Químico, M.Sc. Ph.D.

Línea de Investigación:

Biomateriales

Departamento Ingeniería Química y Ambiental

Grupo de Procesos Químicos y Bioquímicos.

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica

Bogotá D.C., Colombia

2018

“Si no conozco una cosa, la investigaré”.

Louis Pasteur

A mi mamá por su apoyo constante e incondicional. A Dios por poner a disposición, los medios y

personas que me acompañaron y fueron inspiración

en los momentos difíciles.

Agradecimientos

Agradezco a mi director de tesis el profesor Jairo Ernesto Perilla Perilla por la excelente dirección de este trabajo, así como su apoyo constante durante todo el tiempo de la maestría, en los que la investigación y el esfuerzo han fomentado mi

formación científica y humana.

Al profesor Jorge Orlando Manrique Perdomo por permitirme hacer uso de los

laboratorios de ingeniería química

A los profesores Hugo Martín Galindo Valbuena y Rúben Darío Godoy Silva, por el préstamo de equipos sin los que esta tesis no hubiese sido posible.

. Agradezco al profesor Rodolfo Rodríguez Baracaldo por su apoyo y por compartir

sus conocimientos en la caracterización mecánica de materiales.

A Ricardo Cortez Segura, auxiliar del laboratorio, por su gran colaboración en el préstamo de materiales y asesoría en el uso de equipos del laboratorio.

Al departamento de Ingeniería Química y Ambiental, y al financiamiento parcial

bajo el proyecto 37454 de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá.

A mis compañeros del grupo de investigación en procesos químicos y bioquímicos por su amistad y apoyo durante este tiempo.

Resumen y Abstract IX

Resumen

La búsqueda de nuevas fuentes para el desarrollo de plásticos naturalmente degradables,

ha llevado al estudio de biopolímeros como el almidón, que en su estado nativo posee una

estructura cristalina que le impide tener un comportamiento plástico, por esta razón se

están realizando diversos estudios con aditivos para conferir las propiedades necesarias

que le permitan competir con los plásticos convencionales. Por lo tanto, en este trabajo

evaluamos el efecto de la adición de ácido cítrico (CA) y aislado de proteína de suero de

leche (WPI), en propiedades de película basadas en el almidón extraído del rizoma achira

(Canna indica L.). Primero, se realizó la caracterización del almidón, luego las

suspensiones gelatinizadas con la adición de AC y WPI, y finalmente la caracterización de

las películas preparadas por “colada casting” con diferentes concentraciones de AC y WPI

individualmente, y su interacción. Los métodos empleados fueron microscopia SEM,

difracción de rayos X, espectroscopia FTIR, ensayo de tracción, permeabilidad al vapor de

agua (WVP), entre otras. Se encontró que el almidón de achira presenta propiedades que

permiten una adecuada formación de película, como un alto contenido de amilosa

aparente (37.7%), además se hallaron los parámetros cinéticos para la desintegración

térmica de los gránulos: energía de activación (E) 175.63 KJ/mol y factor preexponencial

(A) 36.9 Ln A( min-1), a partir de las curvas de TGA. Se encontró que AC disminuye la

temperatura de gelatinización Tp, mientras que WPI tiende a aumentarla, tanto AC como

WPI reducen la viscosidad de las suspensiones gelatinizadas. La adición de AC dentro de

las condiciones trabajadas presento un efecto plastificante en la formación de películas,

aumentando la WPV y reduciendo los porcentajes de cristalinidad y módulos de

elasticidad. La proteína redujo las propiedades mecánicas y aumento la WVP. La adición

simultanea de AC y WVP en bajas concentraciones con respecto al almidón 6% y 1/8 p/p

respectivamente mejoraron las propiedades mecánicas y redujeron la retrogradación de

las películas.

Palabras clave: Almidón de achira, proteína aislada de lactosuero, ácido cítrico, películas,

propiedades mecánicas, permeabilidad, cristalinidad, retrogradación.

X Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la elaboración de películas

basadas en almidón de Canna indica L.

Abstract

The search for new sources for the development of degradable natural plastics, has led to

the study of biopolymers such as starch, which in its native state has a crystalline structure

that prevents it from having a plastic behaviour, for this reason various additives are being

studied to confer the necessary properties to compete with conventional plastics.

Therefore, in this document we evaluated the effect of the addition of citric acid (CA) and

whey protein isolate (WPI), in film properties based on the starch extracted from the achira

rhizome (Canna indica L.). First, the characterization of starch was made, next gelatinized

suspensions with addition of AC and WPI, and finally films characterization prepared by

“solvent casting” with different concentrations of AC and WPI individually and their

interaction. The methods used were SEM microscopy, X-ray diffraction, FTIR

spectroscopy, tensile test, water vapour permeability (WVP), among others. It was found

that achira starch has properties that allow an adequate film formation, such as a high

content of apparent amylose (37.7%), in addition we calculate their kinetic thermal

degradation parameters: activation energy (E) 176 KJ / mol and pre-exponential factor (A)

36.9 In A (min-1), from the TGA curves. It was found that AC decreases the temperature

of gelatinization Tp, while WPI tends to increase it, both AC and WPI reduce the viscosity

of the gelatinized suspensions. The AC addition within the conditions worked shows a

plasticizing effect in the formation of films, improves the WPV and reduces crystallinity

percentages and elasticity module. The simultaneous addition of AC and WVP in low

concentrations respect to starch 6%p/p and 1/8 p / p respectively improved mechanical

properties and reduced retrogradation of the films.

Keywords: Achira starch, isolated whey protein, citric acid, films, mechanical properties,

permeability, crystallinity, retrogradation.

Contenido XI

Contenido

Introducción ........................................................................................................................ 1

Objetivos .............................................................................................................................. 1 Objetivo general ............................................................................................................ 1 Objetivos específicos .................................................................................................... 1

1. Materiales y métodos .................................................................................................. 3 1.1 Reactivos ................................................................................................................ 3 1.2 Métodos .................................................................................................................. 3

1.2.1 Tamizado ............................................................................................................ 3 1.2.1 Gránulometría ..................................................................................................... 4 1.2.2 Microscopia electrónica de barrido .................................................................... 4 1.2.3 Difracción de rayos X (DRX) .............................................................................. 4 1.2.4 Contenido de amilosa aparente por colorimetría. .............................................. 5 1.2.5 Porcentaje de Humedad ..................................................................................... 6 1.2.6 Análisis Termogravimétrico (TGA). .................................................................... 7 1.2.7 pH........................................................................................................................ 7 1.2.8 Calorimetría de barrido diferencial (DSC) .......................................................... 7 1.2.9 Propiedades reológicas ...................................................................................... 8 1.2.10 Preparación general de películas ....................................................................... 9 1.2.11 Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR). ................ 11 1.2.12 Ensayos de tensión .......................................................................................... 11 1.2.13 Permeabilidad al vapor de agua (WVP) ........................................................... 13 1.2.14 Análisis estadístico ........................................................................................... 14

2. Resultados y Análisis ............................................................................................... 15 2.1 Caracterización del almidón de achira................................................................. 15

2.1.1 Características físicas de los gránulos de almidón. ........................................ 16 2.1.2 Cristalinidad del gránulo. .................................................................................. 18 2.1.3 Contenido de amilosa. ...................................................................................... 19 2.1.4 Parámetros térmicos y cinéticos por Análisis Termogravimétrico (TGA). ....... 20 2.1.5 Humedad .......................................................................................................... 23

2.2 Caracterización de suspensiones gelatinizadas. ................................................ 25 2.2.1 Propiedades de almidones y efectos de plastificantes con diferentes tamaños moleculares. ................................................................................................................ 29 2.2.2 Concentración del almidón en relación al plastificante.................................... 32 2.2.3 Gelatinización con diferentes concentraciones de AC .................................... 33 2.2.4 Gelatinización con diferentes concentraciones de WPI .................................. 35

2.3 Caracterización de películas ................................................................................ 38 2.3.1 Propiedades de películas de almidón de achira. ............................................. 41 2.3.2 Propiedades de películas con adición de ácido cítrico (AC) ........................... 45

XII Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la elaboración de

películas basadas en almidón de Canna indica L.

2.3.3 Propiedades de películas con adición de WPI ................................................ 54

3. Conclusiones y recomendaciones .......................................................................... 63 3.1 Conclusiones ........................................................................................................ 63 3.2 Recomendaciones ............................................................................................... 66

Bibliografía ........................................................................................................................ 71

Contenido XIII

Lista de figuras

Pág.

Figura 1. Determinación de porcentaje aparente de cristalinidad en curva DRX ............... 5

Figura 2. Soluciones de amilosa en diferentes concentraciones con adición de Lugol para

curva de calibración. ............................................................................................................. 6

Figura 3. Curva de gelatinización en DSC. .......................................................................... 8

Figura 4. Método de la copa húmeda (ASTM E 96) .......................................................... 14

Figura 5. Micrografía (800x) de almidón de achira (izquierda) y papa (derecha). ............ 16

Figura 6. Índice de circularidad gránulos de almidón Achira y Papa. ............................... 17

Figura 7. Tamaño de gránulo Achira y Papa. .................................................................... 17

Figura 8. Patrones de difracción de rayos x para almidón de achira y papa. ................... 18

Figura 9. Cambios en la degradación térmica de almidón de achira, con varias

velocidades de calentamiento. (Las curvas se encuentran desplazadas para facilitar la

observación)........................................................................................................................ 20

Figura 10. Ganancia de peso en porcentaje de humedad del almidón con respecto al

tiempo.................................................................................................................................. 24

Figura 11. Tp Almidones con diferentes plastificantes. ...................................................... 31

Figura 12. Efecto de la relación en masa almidón/ masa plastificante agua (a) y glicerina

(b), en la gelatinización. ...................................................................................................... 32

Figura 13. Efecto de la adición de AC en las curvas de gelatinización por DSC. Al-Agua

(0%AC), Al-Agua-AC (12% AC), Al-Agua-Gly (0% AC Gly), Al-Agua-Gly-12%AC (12%

Gly) y Al-Agua-Gly-36%AC (36% Gly) ............................................................................... 34

Figura 14. Efecto de la concentración de AC en suspensiones gelatinizadas de almidón.

............................................................................................................................................. 35

Figura 15. DSC de (a) Gelatinización de suspensiones de almidón con WPI; (b)

Desnaturalización de WPI, imagen tomada de [89] ........................................................... 36

Figura 16. Viscosidad en suspensiones gelatinizadas de almidón con adición de WPI. (a)

WPI-agua-Gly comparada con mezcla de Al-agua-Gly-AC y WPI-Al-agua-Gly-AC. (b)

Efecto de la relación entre WPI y Almidón. ........................................................................ 37

Figura 17. Efecto de la concentración de glicerol en el módulo elástico de almidón de

achira................................................................................................................................... 42

Figura 18. Cambio en el módulo elástico de películas con diferentes almidones en las

semanas 1, 3, y 6 después de preparadas. ....................................................................... 42

Figura 19. Micrografías de fractura de películas de almidón de achira con agua(12%AC),

con agua-AC (12%AC), con agua-glicerol (0%AC Gly), con agua-glicerol-12%AC

(12%AC Gly), y con agua-glicerol-36%AC (36%AC Gly) ................................................. 46

XI

V

Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la elaboración de


Figura 20. Cambios en los picos cristalinos de las películas. Al-Agua (0%AC), Al-Agua-

AC (12% AC), Al-Agua-Gly (0% AC Gly), Al-Agua-Gly-AC (12% Gly) vs gránulos de

almidón de achira (Al. nativo) ............................................................................................. 47

Figura 21. Cambios en los picos cristalinos de las películas en relación a la concentración

de Ácido Cítrico (%p/p AC/Al). Al-Agua-Gly (0% AC Gly), Al-Agua-Gly-12%AC (12% Gly),

Al-Agua-Gly-24%AC (24% Gly) y Al-Agua-Gly-36%AC (36% Gly). ................................. 48

Figura 22. Efecto del AC en la cristalinidad de películas a 2 semanas y 1 año de

preparación. ........................................................................................................................ 48

Figura 23. Efecto de diferentes concentraciones de AC en el módulo elástico de películas

medido a 1 semana, 3 semanas y 6 semanas................................................................... 49

Figura 24. Efecto de diferentes concentraciones de AC en el esfuerzo de rotura (a) y en

la deformación (b), de películas medidas a 1 semana, 3 semanas y 6 semanas............. 50

Figura 25.Espectro de películas de almidón plastificadas con glicerol y con diferentes

concentraciones de AC ....................................................................................................... 51

Figura 26. Efecto de AC en la degradación térmica de películas de almidón. Las gráficas

se encuentran desplazadas para mejorar la visualización de estas ................................. 52

Figura 27. Efecto del AC en la permeabilidad al vapor de agua. ...................................... 53

Figura 28. Película 6/8 pro/Al fotografiada en microscopio óptico a 40x. ......................... 54

Figura 30. Difractogramas de (a) película de WPI a un mes y a un año de preparación, (b)

adición de WPI en diferentes proporciones, (c) efecto del tiempo con y sin adición de AC

en 1/8 p/p almidón; (d) y en 4/8 p/p almidón. ..................................................................... 55

Figura 31. Degradación térmica (TGA) de películas de almidón con adición de WPI en

presencia de AC y sin AC. .................................................................................................. 56

Figura 32. Propiedades mecánicas de películas de almidón con adición de WPI en

presencia de AC y sin AC. (a) Esfuerzo Máximo, (b) Deformación máxima (%) (c) Módulo

elástico. ............................................................................................................................... 58

Figura 33. Micrografías (2 Kx) por SEM de películas de WPI, almidón con adición de WPI

en diferentes relaciones (p/almidón), con y sin adición de AC. ......................................... 59

Figura 34. FTIR de películas de almidón con adición de WPI con y sin AC. (a) Rango

completo y (b) rango entre 800 y 1750 ampliado. ............................................................. 60

Figura 35. WVP de películas almidón con adición de WPI, con y sin AC.. ....................... 61

Contenido XV

Lista de tablas

Pág.

Tabla 1. Designación de muestras y contenido de aditivos............................................... 11

Tabla 2. Contenido de amilosa aparente (%) determinado por colorimetría. .................... 19

Tabla 3. Modelos para determinar parámetros cinéticos. .................................................. 22

Tabla 4. Parámetros cinéticos de degradación térmica de almidón de Achira. ................ 23

Tabla 5. Humedad del Almidón .......................................................................................... 23

Tabla 6. Características fisicoquímicas de las moléculas de proteína de suero. Adaptado

de (Mulcahy, 2017) ............................................................................................................. 27

Tabla 7. Propiedades térmicas de almidones nativos con diferentes plastificantes por

DSC. .................................................................................................................................... 30

Tabla 8. Cambio en propiedades térmicas por DSC por cambio en la relación de

concentración con el plastificante....................................................................................... 33

Tabla 8. Propiedades térmicas de geles con adición de AC en diferentes

concentraciones. ................................................................................................................. 34

Tabla 10. Propiedades térmicas por DSC de suspensiones gelatinizadas de almidón con

adición de WPI. ................................................................................................................... 36

Tabla 11. Propiedades funcionales de proteínas de lactosuero. Modificado de (Sullivan, et

al., 2008). ............................................................................................................................ 39

Tabla 12. Efecto de la concentración con respecto al almidón del glicerol en propiedades

mecánicas. .......................................................................................................................... 41

Tabla 13. Contenido de amilosa y grado de polimerización almidones. ........................... 44

Tabla 14. Distribución de longitud de cadena (CL) de ramificaciones de amilopectina. ............. 44

Tabla 15. Cristalinidad de películas con AC, medidas a 1 semana y a 1 año. ................. 49

Tabla 16. Porcentajes de perdida de humedad y degradación de películas con AC. ...... 52

Tabla 17. Porcentaje de cristalinidad en películas de almidón con adición de WPI en

presencia de AC y sin AC. .................................................................................................. 55

Tabla 18. Porcentajes de perdida de humedad y degradación de películas con AC. ...... 56

Tabla 19. pH de suspensiones filmogénicas. ..................................................................... 69

Introducción

En los últimos años la investigación y el mercado de bioplásticos se ha

incrementado en todo el mundo debido al esfuerzo por encontrar materiales

biodegradables especialmente para artículos de vida útil corta como es el caso

de los empaques de alimentos. Dentro de las diferentes posibilidades para su

obtención, una de las fuentes que se está estudiando es el almidón, el cual es

un polímero natural de abundante disponibilidad, encontrándose en raíces,

tubérculos y cereales [1]. Los almidones se caracterizan por estar formados por

cadenas de dos polisacáridos denominados amilosa y amilopectina,

organizados en gránulos con características que varían de acuerdo al origen

botánico en composición, cantidad de componentes químicos y morfología; lo

que da lugar a espacios para diferentes aplicaciones y procesos industriales [2].

Actualmente a nivel mundial existen diversas empresas de bioplásticos que se

basan principalmente en almidones extraídos de maíz, papa y yuca para la

producción de resinas y productos con propiedades similares a la de los

plásticos convencionales [3]. Colombia a pesar de caracterizarse por tener gran

diversidad de plantas con capacidad para producir almidón, aún no tiene

empresas dedicadas a la fabricación de resinas y empaques a partir de

polímeros naturales biodegradables como el almidón. Sin embargo, si reportan

investigaciones enfocadas a la producción de bioplásticos basados en almidón

de yuca [4] [5].

2 Efecto de la adición de ácido cítrico y proteína de lactosuero en la elaboración de


Para conferir propiedades plásticas al almidón este necesita de plastificantes,

junto con condiciones de temperatura y presión, de tal forma que se modifique

la estructura cristalina formando un almidón termoplástico TPS (Thermoplastic

Starch). La función del plastificante en las películas es incrementar su

flexibilidad al reducir los enlaces de hidrógeno entre las cadenas de almidón

(Mekonnen, et al., 2013). El esfuerzo de ruptura y el módulo de elástico

disminuyen, mientras que el porcentaje de deformación aumenta cuando mayor

interacción presenta un plastificante con la matriz polimérica [6]. Uno de los

plastificantes más utilizados para lograr la desestructuración del almidón es el

agua [7] la cual aumenta la movilidad molecular del sistema disminuyendo la

viscosidad de la solución y aumenta la elasticidad del polímero [8]. Sin embargo,

la mejora en las propiedades no es significativa, razón por la cual se tiende a

utilizar con otros plastificantes como el glicerol, que ha sido ampliamente

estudiado en el desarrollo de biomateriales a partir de almidones con aplicación

prometedora en la industria alimentaria como envases biodegradables [9] [10].

Los plastificantes solubles en agua como el glicerol funcionan mejorando la

flexibilidad de las películas resultantes [11] y debido a su estructura presenta

alta penetración en los gránulos de almidón [12].

La estructura natural del almidón le confiere propiedades mecánicas y de

barrera reducidas debido a su semicristalinidad y rápida retrogradación, es

decir, la tendencia a reorganizar los puentes de hidrógeno y reorientar las

cadenas moleculares al estado semicristalino inicial desalojando los

plastificantes. Por lo anterior, se han venido desarrollado diversos estudios para

superar las desventajas de las películas biodegradables de almidón

manteniendo al mismo tiempo las propiedades deseables de estas [13], y que

permitan su procesamiento a gran escala. Estos se centran en mejorar las

películas, mediante modificaciones químicas, realizando mezclas con otros

polímeros de origen natural o sintético, o agregando a la matriz polimérica

materiales de refuerzo como fibras y nano arcillas. En investigaciones

Introducción 3

precedentes, se ha comprobado el uso de almidones como base para la

elaboración de materiales poliméricos [14] y [15], encontrándose resultados

promisorios como sustituyentes de los habituales materiales plásticos derivados

del petróleo, entre los que se encuentran empaques y recubrimientos para

alimentos, con importantes ventajas de carácter ambiental al ser

biodegradables y presentar un bajo consumo de energía en su elaboración [16],

[17], [18].

A pesar de los estudios realizados, el almidón termoplástico aún presenta

desventajas frente a los plásticos convencionales, tales como su solubilidad en

agua, alta absorción de agua, rápido envejecimiento debido a la retrogradación

y pobres propiedades mecánicas, lo cual limita sus aplicaciones como empaque

[19] por esta razón es necesario continuar buscando alternativas de

procesamiento y diferentes mezclas.

Dentro de los almidones empleados para elaboración de biopolímeros se

encuentra el obtenido a partir de la planta Canna Indica L. con sinonimia como

Canna Edulis ker (familia: Cannaceae), también conocida tradicionalmente

como achira, nativa de la región andina sudamericana [20]. Este almidón ha

sido uno de los menos estudiados en el campo de los bioplásticos,

encontrándose pocos escritos al respecto. Dentro de estos se han reportado

resultados satisfactorios para uso industrial como las películas preparadas con

glicerol, que presentan baja permeabilidad al vapor de agua y baja solubilidad

en comparación con las películas preparadas a partir de otros tubérculos como

el almidón de yuca y cáscara de la papa [21], [22] y [23] para reforzar las

películas se ha trabajado con fibras de celulosa [24].



El almidón de achira es extraído del rizoma de la planta. Químicamente se

caracteriza por altos niveles de amilosa y fósforo [25] [26], los cuales le

confieren mayores propiedades de empaste y retrogradación durante el proceso

de gelatinización en comparación con otros almidones [27] [28], así mismo el

alto contenido de amilosa le otorga mayor elasticidad debido al efecto de este

componente [29].Económicamente el almidón de achira en Colombia se destina

principalmente para producción artesanal e industrial del “bizcocho de achira”

[30].

El ácido cítrico se ha utilizado con diferentes almidones para generar

entrecruzamientos que favorecen la permeabilidad al agua en películas [31],

ademas se ha encontrado que mejora la resistencia a la tracción, la estabilidad

térmica y disminuye la disolución de las películas de almidón en agua y ácido

fórmico [32].

Las proteínas del suero son un residuo de la industria de derivados lácteos, que

usualmente son desechadas en efluentes, causando problemas de

contaminación. Se ha demostrado que posee excelentes propiedades para la

fabricación de películas y recubrimientos [33], debido a su capacidad para

formar enlaces intermoleculares entrecruzados. Sin embargo, las películas de

proteína de suero se caracterizan por un menor porcentaje de elongación y una

mayor permeabilidad al vapor de agua en relación con las películas de

polímeros sintéticos [34]. Existen pocos estudiós que utilizan la mezcla de

almidon y WP en la produción de películas [35], [36] , [37], [38], y recubrimientos

[39]; en todos utilizan almidones tipo A (Trigo y Maíz). Ninguno de los

mencionados analiza el efecto de la adición de AC, ni el efecto de la WPI sobre

la retrogradación del almidón. Al ser proteinas hidrofílicas se espera que puedan

ser mezcladas con el almidón y moleculas polares como el glicerol que se usa

Introducción 5

gneralmente como plastificante, permitiendo la formación de puentes de

hidrogeno entre estos.

Actualmente a nivel de laboratorio para evaluar mezclas poliméricas para

preparación de películas una de las técnicas más utilizada es “colada casting”

o “solvent casting” [22] [40] [21], esta consiste en la disolución de los

componentes de la mezcla en un solvente común, después se vierte la mezcla

sobre un molde y por último se espera la evaporación de dicho solvente para

obtener una película. Es un método simple y reproducible que no requiere

equipos costosos ni sofisticados.

Por lo anterior se plantea que la adición de ácido cítrico y WPI en películas

basadas en almidón de achira, permitirán mejorar sus propiedades mecánicas

y aumentarán su capacidad de barrera, sin presentar cambios significativos

debidos a la retrogradación del almidón en estas durante un periodo de un año,

resultando además en un material amigable con el medio ambiente.

En este trabajo de investigación se presenta la caracterización reológica,

térmica, mecánica y morfológica de mezclas para obtener un polímero

biodegradable a partir del almidón de achira (Canna Indica L) con la adición de

ácido cítrico y proteína aislada de suero de leche con el fin de evaluar los

cambios en las propiedades mecánicas (elongación y resistencia a la tracción)

y permeabilidad al vapor de agua, utilizando como plastificantes agua, y otros

compuestos polihidroxilados como el glicerol. Este trabajo es una base

importante para el desarrollo de polímeros biodegradables que den soluciones

a diferentes industrias como la alimentaria.



En el primer capítulo se presentan los materiales y métodos, en el segundo se

encuentran los resultados y análisis, organizados en tres partes, caracterización

del almidón, comparando sus propiedades con otras fuentes botánicas más

conocidas (maíz, yuca y papa), caracterización de la suspensión gelatinizada

utilizando solventes de diferente peso molecular (agua, etilenglicol y glicerol) y

caracterización de películas de almidón con adición de AC y la mezcla con AC

y WPI al final se encuentran las conclusiones generales y las recomendaciones.

Objetivos

Objetivo general

Desarrollar y caracterizar películas obtenidas por la técnica casting a partir de

mezclas de almidón de Canna indica L., con proteína aislada de suero y ácido

cítrico con el fin de identificar la metodología experimental que permita alcanzar

las propiedades potenciales que debe tener un empaque biodegradable.

Objetivos específicos

Caracterizar las propiedades estructurales, térmicas y fisicoquímicas del

almidón de Canna indica L.

Desarrollar un método apropiado a escala de laboratorio para la

obtención de películas de almidón con varias proporciones de

plastificantes, ácido cítrico y proteína aislada de suero de leche,

mediante la técnica de “solvent casting”.

Evaluar el comportamiento de las películas desarrolladas en función de

la variación de las mezclas de almidón y plastificante por medio de

ensayos de tensión y elongación.

Determinar las características microestructurales, térmicas y físicas de

los mejores tratamientos, por medio de microscopía electrónica de

barrido (SEM), espectrometría IR, TGA, DSC y ensayos de

permeabilidad al vapor de agua.

1. Materiales y métodos

1.1 Reactivos

Se trabajó con almidones nativos, el almidón de achira se obtuvo en el municipio

de Manta (Cundinamarca, Colombia), el de papa de White Chemical S.A.S, maíz y

yuca de fuentes locales. Como agentes modificantes se utilizaron ácido cítrico

monohidratado de Merk y proteína aislada de lactosuero grado farmacéutico USP.

100% Whey protein isolate Marca Pure Bulk.

Para la determinación del contenido de amilosa se utilizó: etanol absoluto de Merck,

hidróxido de sodio de Panreac, amilosa de Papa de Sigma-Aldrich, Lugol de

Biochem farmacéutica

En la evaluación de propiedades térmicas por DSC se empleó: Glicerina Anhídrida

marca J. T. Baker, etilenglicol 99% de Panreac y agua destilada.

La preparación de películas se realizó con glicerina USP de White Chemical S.A.S.

y agua destilada.

1.2 Métodos

1.2.1 Tamizado

El almidón se homogenizo en un tamizador mecánico utilizando una serie se seis

tamices ASTM siendo el de menor poro el N° 140.



1.2.1 Gránulometría

Para determinar la circularidad y la distribución de tamaño de gránulo del almidón

se tomaron 3 muestras y se observaron en 5 regiones diferentes cada una, con el

equipo Cytation™. Los datos se analizaron para obtener los histogramas de

tamaño y circularidad respectivamente utilizando el software Gen5 Image+ 2.08.

El sofware calcula la circularidad del objeto usando la fórmula:

circularidad = 4π (área / perímetro 2)

Generando resultados entre 1.0 y 0.0, donde valores cercanos a 1.0 indican un

círculo perfecto. A medida que el valor se acerca a 0.0, muestra un polígono cada

vez más alargado.

1.2.2 Microscopia electrónica de barrido

La morfología de los gránulos de almidón se caracterizó usando un Microscopio

electrónico de Barrido (FEI Quanta 200) operado en alto Vacío (3 x 10-7 torr). Las

muestras se observaron en el modo ambiental del equipo, sin recubrimiento.

Para observar la morfología de las superficies de fractura de las películas cada

muestra se trató con nitrógeno líquido para producir fragilidad, las superficies de

fractura se recubrieran con oro mediante una técnica de electrodeposición para

impartir conducción eléctrica, y se observaron a 2, 5 y 8 Kx.

1.2.3 Difracción de rayos X (DRX)

Para determinar el porcentaje de cristalinidad del almidón nativo y de las películas

se realizó el análisis de su patrón de difracción, obtenido mediante un difractómetro

X-Pert PRO MPD de la empresa Panalytical.

Materiales y métodos 5

La muestra se analizó operado en modo de reflexión a 30 Kv y 40 mA. EL polvo se

ubicó formando una delgada capa en un porta muestra de vidrio, y se expuso a

radiación de Cu-Kα a un ángulo de difracción (2θ) desde 10 a 30º con una velocidad

de barrido de 0,5º/min.

Para realizar las mediciones de DRX se usó la geometría de Bragg-Brentano. El

análisis de los patrones de difracción se llevó a cabo utilizando del software X´Pert

Highscore versión 2.1.2 elaborado por Panalytical B.V.

El porcentaje de cristalinidad se determinó restando el área amorfa del área total

resultante por integración de la curva original y de la curva de la línea base según

Figura 1. Determinación de porcentaje aparente de cristalinidad en curva DRX

Figura 1. Determinación de porcentaje aparente de cristalinidad en curva DRX

1.2.4 Contenido de amilosa aparente por colorimetría.

El contenido de amilosa se determinó por método colorimétrico simplificado según

[41]. El procedimiento se realizó por triplicado tomando 100 g de almidón en un

Erlenmeyer de 50 ml en el cual se agregó 1ml de etanol al 95% y 9 ml de NaOH

1N. Las muestras fueron calentadas por 10 minutos en un baño termostático hasta



la gelatinización del almidón, posteriormente se enfriaron y transfirieron a un balón

aforado de 100ml, y se completó el volumen con agua destilada. Luego, 5 ml de la

solución se adicionaron a un balón aforado de 100 ml, donde se agregó 1ml de

ácido acético 1N y 2 ml de solución de Lugol (solución de iodo metálico en ioduro

de potasio), se completó el volumen con agua destilada, se agitó y dejo en reposo

por 20 minutos. Finalmente se leyó la absorbancia de la solución a 620 nm en un

Espectrofotómetro UV-Vis Thermo Scientific Genesys 20. El contenido de amilosa

se determina usando la curva estándar con un patrón de amilosa de papa.

Figura 2. Soluciones de amilosa en diferentes concentraciones con adición de Lugol para

curva de calibración.

1.2.5 Porcentaje de Humedad

El porcentaje humedad del almidón se determinó por triplicado, se pesaron

muestras de 0,5g utilizando una balanza de humedad Adam Equipment AMB 50.

Posteriormente se observó la ganancia de humedad en una balanza Mettler Toledo

AB 204.


1.2.6 Análisis Termogravimétrico (TGA).

La degradación térmica del almidón se determinó utilizando un equipo Mettler

Toledo TGA 1 SF/1100/268. Las muestras entre 10 y 15 mg se calentaron desde

25°C hasta 800°C bajo una atmósfera de nitrógeno utilizando cuatro rampas de

calentamiento diferentes (10°C/min, 5°C/min, 2°C/min y 1°C/min). Las gráficas se

obtuvieron y analizaron utilizando el software STARe System.

Para determinar la estabilidad térmica de las películas se recortaron trozos

rectangulares de 4 mm por 3mm que se depositaron en un crisol de alúmina hasta

completar pesos entre 9 y 14 mg, Cada muestra se sometió a calentamiento desde

25°C hasta 500°C bajo atmosfera de nitrógeno, utilizando una rampa de

calentamiento de 10°C/min. Las gráficas se obtuvieron y analizaron utilizando el

software STARe System.

1.2.7 pH

Se midió el pH de las suspensiones filmogénicas que se encontraban a 40°C

previamente a la gelatinización, con un pH-metro SI Analytics Lab 860.

1.2.8 Calorimetría de barrido diferencial (DSC)

Para obtener la curva de gelatinización del almidón se utilizó un equipo Mettler

Toledo DSC ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., con una rampa

de calentamiento de 10°C/min, desde 25 a 150 °C bajo una atmósfera controlada

de Nitrógeno. Las muestras se prepararon en un crisol de aluminio de 40µL se

pesaron 1mg de almidón, se adicionó agua destilada y el plastificante a evaluar en

diferentes proporciones. Luego se selló el crisol, se agito la capsula y en seguida

dejó en reposo por 5 minutos antes de iniciar la medición. La temperatura Inicial

(To), Temperatura Pico (Tp), Temperatura Final (Tc) y la entalpía de gelatinización



(ΔHp) se obtuvieron del termograma resultante mediante el software STARe

System Figura 3. Curva de gelatinización en DSC.

Figura 3. Curva de gelatinización en DSC.

Este método se utilizó para comparar la gelatinización del almidón de achira con

almidones más reconocidos; analizar el efecto de la concentración de almidón en

relación a los plastificantes agua, etilenglicol y glicerol; y evaluar el efecto del ácido

cítrico (AC) y el de la proteína (WPI) en diferentes concentraciones.

1.2.9 Propiedades reológicas

Las propiedades reológicas de las suspensiónes gelatinizadas se midieron en un

reómetro rotacional Bohlin Instruments C-VOR 200 (Malvern Instruments). Las

medidas se realizaron en la celda Peltier en modo isotérmico (65 °C ±0,01),

utilizando geometría cono-plato de 4° y 20 mm de diámetro. Se evaluó el efecto de

la concentración de AC y el afecto de la adición de WPI. Las suspensiones

filmogénicas se elaboraron previamente a la medición manteniendo una

temperatura de 60°C.


1.2.10 Preparación general de películas

Las películas se prepararon por el método de colada “casting”, para ello se

prepararon suspensiones acuosas de almidón (8% p/p) que se dejaron en reposo

por 10 minutos, luego se calentaron hasta 50°C, temperatura a la que se añadió el

plastificante (glicerina), se continuo con el calentamiento hasta alcanzar una

temperatura en la suspensión de 85°C y se mantuvo por 10 minutos, durante todo

el proceso se realizó una agitación mecánica de 200 rpm. Finalmente se dejó

enfriar la suspensión gelatinizada resultante hasta 60°C y se extendió en placas de

acrílico. Las placas se dejaron secar por 2 días a temperatura ambiente. Luego,

las películas obtenidas se retiraron del soporte y se almacenaron por una semana

para análisis posteriores. Para cada caracterización se cortaron las muestras en

formas específicas y se midieron los espesores con micrómetro digital (modelo

Mitutoyo 293-240-30).

Para evaluar el efecto del ácido cítrico se prepararon muestras con las siguientes

relaciones: almidón-agua al 8% p/p (AC 0%), almidón-agua con adición de glicerina

en un 30% p/p en relación a almidón (AC 0%-Gly), almidón-agua con adición de

ácido cítrico al 12%p/p en relación a almidón (AC 12%), almidón-agua-glicerina con

AC al 12%p/p (AC 12%-Gly) y almidón-agua-glicerina con AC al 36%p/p (AC 36%-

Gly) y se modificó el procedimiento cuando se agregó AC de la siguiente manera:

el AC en estado sólido se adiciono a soluciones de almidón al 40% sin gelatinizar,

las cuales se sometieron a calentamiento hasta 50°C con agitación magnética por

15 minutos. Luego se agregó el plastificante (glicerol) y el agua faltante para

obtener una relación del 8% p/p almidón/ solución acuosa y se continuo el

calentamiento hasta 85°C. Como control se utilizó una película con igual

preparación y proporción entre almidón, glicerol y agua, sin adición de ácido cítrico.

Se utilizaron placas de vidrio como molde.

Para la producción de películas compuestas de almidón-WPI se debieron tener en

cuenta limitaciones relacionadas con propiedades inherentes a cada componente;

por lo que se debieron analizar las condiciones de preparación relacionadas, al



orden de mezclado, miscibilidad, temperatura, pH (Anexo A) y agitación; teniendo

en cuenta los resultados de las pruebas anteriores.

Para permitir la miscibilidad de la proteína con el almidón, se requirió la

desnaturalización previa de esta a temperatura de 90°C en suspensión acuosa; se

mejora la apariencia de las películas cuando se adiciona glicerol a cada suspensión

antes del mezclado.

Como molde se encontró más apropiado el uso de placas de acrílico, en lugar de

las de vidrio debido a que se presenta menor adherencia.

Agitación alrededor de 180 rpm es la más apropiada debido a la fuerte tendencia

de la proteína a formar espuma. La temperatura de preparación de las películas se

redujo a 80°C para reducir la hidrólisis causada por el ácido cítrico.

La concentración de almidón en solución acuosa se mantuvo al 8% p/p, el glicerol

y el AC en concentraciones del 30%p/p y 6%p/p en relación al almidón

respectivamente. Las mezclas finales se elaboraron agregando la proteína en

relaciones de peso 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 6/8 y 8/8 con respecto al almidón, se realizaron

además muestras 1/8 y 8/8 si adición de AC, para estas se utilizó la metodología

descrita previamente y junto con el glicerol se adicionó la proteína en suspensión

acuosa al 8% (previamente llevada hasta 80°C y con adición de glicerol al 2.5%

p/peso WPI) se continuó el calentamiento hasta 80°C finalmente se dejó enfriar la

suspensión gelatinizada hasta 65°C, temperatura en la que se extendió en los

moldes.


Tabla 1. Designación de muestras y contenido de aditivos.

Muestras Almidón (g) WPI (g) Glicerol (g) AC (g)

0% AC 8

12% AC 8 2.4 1

0%AC Gly 8 2.4

6% AC Gly 8 2.4 0.5

12% AC Gly 8 2.4 1

24% AC Gly 8 2.4 2

36% AC Gly 8 2.4 3

WPI 8 2.4

1/8 8 1 2.4

1/8 AC 8 1 2.4 0.5

2/8 AC 8 2 2.4 0.5

3/8 AC 8 3 2.4 0.5

4/8 AC 8 4 2.4 0.5

6/8 AC 8 6 2.4 0.5

8/8 AC 8 8 2.4 0.5

8/8 8 8 2.4

*Todas las muestras se prepararon en suspensión con 100 g de agua.

1.2.11 Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de

Fourier (FTIR).

Para el análisis de los enlaces formados entre el ácido cítrico y el almidón, se

empleó un espectrómetro IR Prestige-21 FTIR, Shimadzu, mediante la técnica, de

reflexión total atenuada ATR, para la cual se recortaron trozos de película de 2x2

cm.

1.2.12 Ensayos de tensión

Dentro de la evaluación de propiedades mecánicas de materiales, el ensayo de

tensión es uno de los más utilizados. Este busca determinar la resistencia a la

tracción, la que cual se define como la fuerza por unidad de área que resiste un

cuerpo antes de romperse. El ensayo consiste en aplicar una fuerza en el eje



longitudinal de una probeta estirándola hasta su fractura. El esfuerzo de rotura y la

deformación máxima son registrados por la máquina de ensayos y con estos se

obtiene el módulo elástico o módulo de Young, el cual es característico para cada

material y cuyo valor se calcula a partir de la pendiente de la zona lineal de la curva

resultante entre el esfuerzo de tensión y la deformación.

Se midieron las propiedades mecánicas de películas utilizando las condiciones de

la norma ASTM D 882, Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic

Sheeting.

Se realizó un acondicionamiento de las muestras de ensayo a 23 ± 2°C y 50 ± 10%

de humedad relativa por no menos de 24 h antes del ensayo, el cual se realizó en

una Máquina de ensayos Universales AG-IS Shimadzu, con celda de carga de 500

N, y mordazas con superficie de caucho. El laboratorio presenta condiciones de

temperatura de 22 ± 3°C y Humedad relativa 49 ± 7 %.

Las muestras se recortaron en forma de probetas rectangulares de 10 x 150 mm,

presentando espesores entre 0,9 y 0,11 mm, con variaciones de espesor a lo largo

de cada probeta de máximo 10%. Fueron medidas 8 probetas por muestra.

La longitud calibrada fue de 100 mm y la velocidad de tracción de 5 mm/min. Los

cálculos de fuerzas y desplazamientos, así como los valores de Módulo de Young,

se determinaron empleando el software TRAPEZIUM 2

Los ensayos de tensión se utilizaron en la primera fase para determinar las

condiciones de formulación que permitieran tener películas del almidón en estudio,

con un esfuerzo de tensión y deformación equilibrados, solo con el uso de glicerina

y agua como plastificantes, teniendo en cuenta que en general el aumento en la

flexibilidad de un material implica la reducción de la resistencia a la tracción.

Además, se evaluó el efecto del origen botánico del almidón en las propiedades

mecánicas, comparando achira frente otros almidones más comunes como lo son

maíz, papa y yuca; se observó, además el cambio en las propiedades mecánicas


de las películas con respecto al tiempo, realizando mediciones a 1 semana, 3

semanas y 6 semanas después de la preparación.

Para la evaluación de propiedades mecánicas de las películas con diferentes

concentraciones de AC específicamente se utilizó una máquina de ensayos

universal Shimadzu AG-IS 5 KN a una velocidad de 5 mm / min con una célula de

carga de 50 N. Los datos proporcionados son promedios de los resultados de 5

muestras, cada una de las cuales mide 100 mm x 10 mm cortadas al azar. Se utilizó

una longitud calibrada de 50 mm y el cambio en esta se determinó con un

extensómetro. Antes de la prueba, todas las muestras se almacenaron en

condiciones secas a 48 ± 2% de humedad relativa y 22 ± 1 ° C durante 5 horas.

Para comparar la retrogradación de la película de almidón, se probaron las mismas

muestras de preparación después de una semana, tres semanas y seis semanas.

Para observar los cambios en la retrogradación de las películas con adición de WPI

se amplió el tiempo de medición, se ensayaron las mismas muestras de

preparación después de una semana, cuatro semanas y ocho semanas.

1.2.13 Permeabilidad al vapor de agua (WVP)

El ensayo se realizó de acuerdo con la norma ASTM E 96, utilizando el método de

la copa húmeda realizando 3 ensayos por cada muestra. Las copas fueron llenadas

con agua destilada, dejando 6 mm medidos desde el borde superior, sobre el cual

se montó la película de igual diámetro.

Las copas se colocarán en una cámara de intemperismo (LabTech, modelo LHT-

0150E) a %50 HR y 23 ºC y cada 24 horas y por un período de 21 días se registró

su cambio de peso utilizando una balanza electrónica.

Para calcular la permeabilidad al vapor de agua (WVP), se realizó el análisis lineal

del cambio de masa de cada copa en relación al tiempo transcurrido, la pendiente

de la gráfica resultante, representó la estabilización de la difusión de vapor de agua



a través de las películas por unidad de tiempo, y se utilizó en la ecuación¡Error!

No se encuentra el origen de la referencia.), donde: ∆𝑚/∆𝑡 peso de pérdida de

humedad por unidad de tiempo (𝑔/𝑠), 𝐴- área de película expuesta a la

transferencia de humedad en (𝑚2) , 𝑒- espesor de película (𝑚) y ∆𝑝 - diferencia

presión de vapor de agua entre los dos lados de la película (𝑃𝑎).

𝑊𝑃𝑉 =∆𝑚∙𝑒

∆𝑡∙𝐴∙∆𝑝 (1)

Figura 4. Método de la copa húmeda (ASTM E 96)

1.2.14 Análisis estadístico

Se realizaron análisis de variancia (ANOVA) usando las pruebas de Tukey y

Fisher (P <0,05), para comparar los resultados de pruebas con más de 2

repeticiones.

2. Resultados y Análisis

2.1 Caracterización del almidón de achira.

La achira es una planta herbácea con raíces ricas en almidón, el nombre científico

es Canna edulis Ker con sinonimia Canna indica L. [42] [43]; es nativa de la región

andina sudamericana, ha sido cultivada con fines alimenticios desde hace más de

4000 años [44], actualmente los cultivos se extienden desde México hasta

Argentina y Chile. Adicionalmente existen sembradíos en China, Taiwán,

Indonesia, Filipinas, Vietnam, Japón, India y Australia. En Estados Unidos se ha

cultivado principalmente con fines ornamentales debido a sus vistosas flores. A

pesar de esto no es un cultivo de gran producción en la economía mundial, siendo

creciente en Perú, Ecuador y Colombia el consumo de las raíces y la elaboración

de postres con el almidón, en Asia por otra parte a aumentado su producción con

fines industriales en pequeñas compañías de noddles.

Existen varios estudios que indican que el rizoma de la achira puede tener gran

potencial en la industria farmacéutica y de empaques [45] , adicionalmente la planta

presenta prometedoras características agronómicas, como gran adaptabilidad.

Tolera un rango amplio de condiciones climáticas se cultiva desde el nivel del mar

hasta 2000 m s. n. m., que incluyen zonas climáticas templadas subtropicales y

cálidas. Su aspecto es similar a un lirio de hojas grandes y crece 2 m de altura o

más. Es una planta de fotoperiodo neutro, es decir que no se ve afectada por la

duración de las horas de luz u oscuridad. La planta es perenne y puede crecer

durante muchos años, suponiendo que el clima no es demasiado frío, es resistente

y presenta baja incidencia de plagas y enfermedades. [46].



Los gránulos de almidón varían en tamaño y forma según la especie botánica de la

que provengan. En la achira incluso se han reportado diferencias en el tamaño de

los gránulos en diferentes segmentos del rizoma según el grado de madurez que

presenten [47]. Con el cambio en el tamaño también pueden cambiar algunas

propiedades como susceptibilidad a la hidrólisis y el contenido de fosforo entre

otras [48], por esta razón es importante realizar una evaluación de las propiedades

del almidón con el que se elaboraron las películas.

2.1.1 Características físicas de los gránulos de almidón.

La micrografía (SEM) Figura 5. Micrografía (800x) de almidón de achira (izquierda)

y papa (derecha).muestra un gránulo de gran tamaño de aspecto superficial suave

(sin defectos), sin poros, con tendencia hacia una forma ovalada, similar al gránulo

que de papa (Solanum tuberosum), los datos de índice de circularidad Figura 6

muestran que la achira tiene mayor tendencia hacia un gránulo alargado que el de

papa, ya que muestra una curva de distribución de circularidad ligeramente

inclinada hacia la izquierda con frecuencias más altas entre los índices 0.3 y 0.7,

por otra parte los gránulos de papa muestran una tendencia a mayor circularidad

Resultados y Análisis 17

ya que la gráfica muestra una distribución centrada a la derecha con frecuencias

más altas entre 0.4 y 0.9.

Figura 5. Micrografía (800x) de almidón de achira (izquierda) y papa (derecha).

Figura 6. Índice de circularidad gránulos de almidón Achira y Papa.

Se encuentra además que la achira presenta en general un tamaño de gránulo

mayor al de la papa, con una distribución que va desde 5 µm hasta 100 µm con

frecuencias más altas entre 35 y 50 µm, siendo la media de 43.94±0.87 µm;

mientras que los gránulos de papa mostraron una distribución entrada a la izquierda

con gránulos que van desde 5 µm hasta 90 µm con mayores frecuencias entre 15

y 30 µm, siendo la media 28.01±0.33 µm.



Al comparar los resultados con los reportados por [47] se infiere que el almidón de

achira estudiado fue extraído en su mayoría de segmentos maduros del rizoma de

la planta, por el tamaño y la apariencia superficial suave sin porosidades lo que

indica que no se ha iniciado la descomposición enzimática.

Figura 7. Tamaño de gránulo Achira y Papa.

2.1.2 Cristalinidad del gránulo.

La cristalinidad en los almidones varía entre 15% y 45%, el difractograma

generalmente muestra varios picos cuyo patrón se utiliza para realizar una

clasificación de acuerdo al patrón presentado, en donde la mayoría de los

almidones de cereales dan el llamado patrón tipo A; algunos almidones de

tubérculos (por ejemplo, papa) y almidones de cereales ricos en amilosa producen

el patrón de tipo B, mientras que los almidones de leguminosas generalmente dan

un patrón de tipo C [49].


Figura 8. Patrones de difracción de rayos x para almidón de achira y papa.

La difracción de rayos x (DRX) mostró patrones de cristalinidad tipo B (Figura 8),

con picos característicos a 5.6°, 17°, 20° y un doblete a 22° y 24° propia de raíces

y tubérculos los cuales se han interpretado como una organización simétrica

hexagonal debida a la formación en doble hélice hidratada de la amilopectina [50],

los resultados son cercanos a los publicados por [26] quienes además infieren que

el tipo B de este material tiene una gran proporción de cadenas largas de

ramificaciones de amilopectina. Se encuentran además las cristalinidades relativas

de 22.04% y 18.18% para achira y papa valores más bajos que los reportados por

[51] y [52], pero bastante cercano al hallado por [53], por otra parte el resultado de

papa es cercano al encontrado por [54], quienes relacionan mayores porcentaje

de cristalinidad a un tamaño pequeño y uniforme de forma simétrica de los

gránulos, aunque esto no se aplica en el presente estudio ya que papa que exhibe

un tamaño pequeño y más uniforme que achira obtuvo una menor cristalinidad.

2.1.3 Contenido de amilosa.

El alto contenido de amilosa aparente encontrado para achira (Tabla 2) es cercano

al hallado por [55] y por [51] para almidón colombiano (40.1%), aunque más alto

que lo reportado por [56] y [57] esto además de la zona geográfica de origen se

puede atribuir a la maduración del rizoma de donde se extrajo ya que el almidón



proveniente de segmentos maduros del rizoma presentan porcentajes más altos de

amilosa [47], con respecto a los testigo de papa se encuentran resultados similares

a los reportados por [48]. Se infiere además que entre más alargada sea la forma

del gránulo mayor contenido de amilosa existirá, esto de acuerdo con estudios en

los que se ha estudiado amilomaiz encontrando gránulos con forma de filamento

[58]. Adicionalmente se determinaron los contenidos de amilosa aparente para

maíz y yuca.

Tabla 2. Contenido de amilosa aparente (%) determinado por colorimetría.

Almidón Amilosa Aparente (%)

Achira 37.7± 1.3

Maíz 28.0± 1.3

Papa 29.7± 4.2

Yuca 17.8± 2.1

2.1.4 Parámetros térmicos y cinéticos por Análisis Termogravimétrico (TGA).

Figura 9. Cambios en la degradación térmica de almidón de achira, con varias velocidades de calentamiento. (Las curvas se encuentran desplazadas para facilitar la observación)


Se analizó la influencia de la velocidad de calentamiento en la degradación del

almidón de achira a velocidades de calentamiento de 1, 2, 5 y 10 ºC/min en N2. En

las curvas TGA obtenidas (Figura 9) se observan 2 etapas de degradación, la

primera por perdida de húmedad y la segunda la degradación del almidón en sí,

indicando una cinética de primer orden. A velocidades de calentamiento lentas 1 y

2 °C/min se observan 3 etapas primero la perdida de humedad entre los 33 y 95

°C, segundo la pérdida de masa que inicia poco después de los 250 ºC, ocurriendo

de forma rápida hasta disminuir alrededor de 270 ºC donde inicia la tercera etapa

en la que la pérdida de masa sucede lentamente hasta cerca de los 370 ºC,

temperatura a la cual se ha perdido alrededor del 70 % de la masa inicial y empieza

a ralentizarse hasta estabilizarse. A velocidades mayores 5 y 10 °C/min la perdida

de humedad ocurre entre los 40 y 120 °C, la degradación del material empieza

sobre los 270 ºC y pérdida de masa muestra una caída más pronunciada hasta los

300 ºC momento en el que la velocidad de pérdida de masa empieza a disminuir,

para, ralentizarse alrededor de los 450°C temperatura donde ha perdido

aproximadamente el 80% de la masa inicial.

Par la degradación térmica de polímeros, el análisis cinético de los datos

temogravimétricos se basa en la siguiente expresión:

𝑑𝛼

𝑑𝑡= 𝑘(1 − 𝛼)𝑛 (2)

donde 𝛼 es la fracción de material descompuesta en el tiempo 𝑡, 𝑛 es el orden de

reacción, y 𝑘 la constante cinética. Combinada con la expresión empírica de

Arrhenius da la siguiente expresión:

𝑑𝛼

𝑑𝑡= 𝐴 𝑒𝑥𝑝

𝐸

𝑅𝑇(1 − 𝛼)𝑛 (3)

donde 𝐴 es el factor preexponencial o de frecuencia, 𝐸 es la energía de activación

y 𝑅 la constante de gas. Introduciendo la tasa de calentamiento β:



𝑑𝛼

𝑑𝑇=

𝐴

β 𝑒−𝐸 𝑅𝑇⁄ (1 − 𝛼)𝑛 (4)

S

i

e

n

d

o

R

E

F

_

R

e

f

5

1

2

8

0

3

0

1

5

\

h

\

*

Para el análisis cinético se tuvieron en cuenta los tres modelos matemáticos que

se muestran a continuación ya utilizados para evaluar almidones botánicos en [60],

[61] y [54].

Tabla 3. Modelos para determinar parámetros cinéticos.

Modelo Ecuación Gráfica

Coast Redfern

(modificado)

(CRm)

ln [𝛽

𝑇2 (1 − 2𝑅𝑇𝐸𝛼

⁄ )] = ln [

−𝐴𝑅

𝐸𝛼 ln(1 − 𝛼)] −

𝐸𝛼

𝑅𝑇

ln [𝛽

𝑇] 𝑣𝑠

1

𝑇

Flynn-Wall-

Ozawa (FWO)

[62]

log 𝛽 = log [𝐴𝐸𝛼

𝑅𝑔(𝛼) ] − 2.315 − 0.4567

𝐸𝛼

𝑅𝑇 log 𝛽 𝑣𝑠

1

𝑇

Kissinger-

Akahira-Sunose

(KAS) [63]

ln [𝛽

𝑇𝑚2 ] = ln [

𝐴𝑅

𝐸𝛼 ] −

𝐸𝛼

𝑅𝑇𝑚 ln [

𝛽

𝑇𝑚2 ] 𝑣𝑠

1

𝑇

Donde:

α = fracción reactante (adimensional), β = Tasa de calentamiento (K/min),

𝐸𝛼 = Energía de activación (KJ/mol),

A = Factor preexponencial

R = constante de gases (=8.316 J/(mol K)),

T = Temperatura absoluta (K),


T = Temperatura a máximo pico (K)

Los parámetros encontrados por los tres métodos son similares entre sí. Los

valores para 𝐸𝛼 son cercanos a los hallados para almidones de otros orígenes

según los trabajos ya mencionados; teniendo en cuenta que la 𝐸𝛼 se considera

como la energía necesaria para romper o redistribuir los enlaces que limitan la

velocidad de reacción, por lo que se relaciona con la estructura cristalina de los

gránulos, así como con los componentes de este; de acuerdo con Pineda-Gómez

2014, el tamaño de gránulo sería el factor principal que afecta esta magnitud, sin

embargo al comparar el resultado de 175.6 kJ/mol obtenido para achira y con el

resultado de papa del estudio mencionado donde se encuentra entre 195 y 205

KJ/mol no se encuentra correspondencia ya que el gránulo de achira presenta un

tamaño mayor al de papa; por lo cual se considera que la aproximación más

adecuada debe basarse en la relación de contenido entre amilosa y amilopectina

como lo estudia [64], en los que se encuentra una entalpia similar a la hallada

(alrededor de 170 kJ/mol) para Gelosa 50 con una relación 50/50

amilosa/amilopectina.

Tabla 4. Parámetros cinéticos de degradación térmica de almidón de Achira.

E A n

KJ/mol Ln A( min-1)

Coast Redfern (modificado) (CRm)

175.6 33.1 -

Flynn-Wall-Ozawa (FWO) [62] 176.0 35.9 -

Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) [63]

175.6 37.0 0.39

2.1.5 Humedad

El contenido de humedad del almidón en crudo se tomó como la pérdida de peso

calculado mediante la balanza de humedad y a partir de la curva de TGA,



expresado como un porcentaje del peso de la muestra original, los valores

encontrados son significativamente más altos que los reportados en otros estudios

[65], [51], se infirió que el almidón presenta una alta absorción de humedad del

ambiente, por lo cual se decide hacer una prueba de ganancia de humedad

ambiental, la cual después de medida la perdida de humedad en la balanza de

humedad, se pasa a una balanza de precisión Mettler Toledo y cada 5 minutos se

anota la ganancia de masa, esto se realizó por triplicado. La prueba se realizó el

laboratorio con una temperatura de 19.9 ° y una humedad relativa del 59.5%.

Tabla 5. Humedad del Almidón

Método % Humedad

Balanza Humedad 17,74±0.37

TGA 19.34±0.45

Se encontró que el almidón recupera aproximadamente el total del peso inicial

(antes del secado en la balanza de humedad), en un periodo de 50 minutos

aproximadamente. Lo que confirma que es altamente susceptible a la humedad del

ambiente. Además, se han reportado estudios con el almidón de papa en los que,

sin gelatinización, ha absorbido entre 0.48 – 0.53 g de agua por gramo de almidón

seco [58], gran parte de esta agua es retenida por los enlaces de hidrógeno de los

hidroxilos de las moléculas del almidón. La absorción de agua es dependiente del

tipo de conformación cristalina del gránulo, los tipos B son más susceptibles a

almacenar mayor cantidad de agua.

Figura 10. Ganancia de peso en porcentaje de humedad del almidón con respecto al tiempo.


2.2 Caracterización de suspensiones gelatinizadas.

Los geles son sistemas coloidales, en los cuales existe una fase continua sólida y

una fase dispersa líquida. La formación de geles de almidón involucra dos procesos

gelatinización y gelificación, el primero ocurre a altas temperaturas en las que un

solvente polar ocasiona la disrupción de los gránulos de almidón; los cuales están

organizados en forma de esferulita, con una parte cristalina formada principalmente

por cadenas de amilopectina (cadena ramificada) y una parte amorfa formada en

su mayoría por cadenas amilosa (cadena lineal). Durante la gelatinización el

solvente penetra los gránulos causando inicialmente un cambio en su estructura

cristalina, seguido de un hinchamiento de hasta 50 veces su tamaño [58], luego

inicia la lixiviación de la amilosa, seguida por la amilopectina hasta que finalmente

se lograr la desestructuración total del gránulo [66]; el segundo proceso inicia

cuando se enfría la suspensión y las cadenas de amilosa se asocian por enlaces

de hidrogeno dejando atrapadas moléculas del solvente.

El estudio de la gelatinización del almidón inicialmente se realizó observando

cambios en la birrefringencia de los gránulos, pero en la actualidad la técnica más



utilizada es la calorimetría diferencial de barrido (DSC) que permite calcular la

energía térmica necesaria para la disrupción total de los gránulos ΔHp. En la curva

DSC el inicio de la curva de gelatinización To muestra la temperatura de inicio del

hinchamiento de los gránulos continuando hasta la disrupción final de estos en Tc.

Por lo que la diferencia entre Tc y To, muestra la capacidad del solvente para

ingresar en el gránulo y causar la destructuración total de este.

La gelatinización por DSC del almidón de achira en agua ha sido previamente

estudiada por [47] [26] [51] [65] y [25] los valores de Tp encontrados han sido: en

concentraciones del 33%p/p entre 73.6 y 74.2°C para almidones extraídos de

rizomas con diferentes niveles de maduración; según el origen geográfico almidón

colombiano y almidón de Brasil (c.30%), 63.7±0.2 y 71.2 ± 0.2 °C respectivamente

con 14% de humedad gelatiniza a 92.1±0.2 °C, entre 67.7 y 68.9 °C según la

variedad botánica (c. 33% p/p); 67.1°C en relación 1:3 p/p. Con ΔHp entre 14 y 18

J/g, no se ha analizado el comportamiento con otros solventes, ni la viscosidad de

la suspensión gelatinizada en la temperatura pico de este fenómeno Tp. Se ha

reportado además una alta viscosidad para este almidón en comparación con otras

fuentes botánicas.

El estudio de almidones gelatinizados con adición de ácidos por DSC no ha sido

muy investigado, la mayoría de artículos hacen referencia a la modificación ácida

de los gránulos, realizada previamente a la gelatinización con plastificantes. Los

reportes de gelatinización en presencia de ácido cítrico (AC), se han realizado por

medio de viscoamilografia, encontrando que su adición en almidón de papa

disminuye la viscosidad, pero en almidones de maíz la incrementaba [67] [68], esto

se atribuyó a la interacción que puede presentar el AC con los grupos fosfatos

presentes en las cadenas de almidón, los cuales están presentes en mayor

proporción en gránulos de tubérculos. Los estudios muestran que la adición de AC

durante la gelatinización facilita la fragmentación de los gránulos, y que los cambios

en la viscosidad también se relacionan con el tamaño de estos [69].


Las proteínas también tienen la capacidad de formar geles por lo que han sido

ampliamente estudiadas en la industria alimenticia. Estas tienen la capacidad de

gelificarse por acción de la temperatura y pH. La plastificación de almidón con

proteínas es un tema que se ha estudiado, pero en el cual aún queda mucho por

realizar debido a la gran diversidad que existe en estas macromoléculas y sus

propiedades. Por DSC se ha encontrado que la adición de proteína de soya en

almidón de maíz incrementa Tp y ΔHp, el incremento de agua en la suspensión

decrece estos parámetros. Los picos observados mostraron que la proteína

restringía la gelatinización cuando se encontraba en menor proporción, mientras

que el almidón prevenía la desnaturalización de la proteína al invertir la proporción

[70].

La proteína aislada de suero o Whey Protein Isolate (WPI), es la forma más refinada

que contiene un 90% o más de proteínas entre las que encontramos β-

lactoglobulina (β-LG, 48% -58%), α-lactoalbumina (α-LA, 13% -19%),

caseinomacropeptide (GMP, 12% -20%), albúmina sérica bovina (BSA), e

inmunoglobulinas de cadena pesada y ligera [71]. En forma nativa las proteínas del

suero tienen estructura globular compacta con grupos no polares, tales como

aminoácidos hidrófobos, en su mayoría dispuestos en el centro de las cadenas de

péptidos doblados. Dependiendo de la temperatura y el pH en el que se esté

trabajando cambia la solubilidad, en la Tabla 6 se muestra el pH isoeléctrico y

algunas características químicas de las principales proteínas contenidas en el

lactosuero.

Tabla 6. Características fisicoquímicas de las moléculas de proteína de suero. Adaptado

de (Mulcahy, 2017)

Molécula N° de

aminoácidos

pH

isoeléctrico*

N° de

residuos de

prolina.

N° de

residuos

de lisina.

N° de residuos de

lisina normalizados

(por 100 residuos)

N° de

residuos de

cisteína.

β-LG 162 5.2-5.8 8 16 9.9 5

α-LA 123 4.3-4.7 2 13 10.6 8

BSA 582 4.7-4.9 28 60 10.3 35

* las variaciones genéticas y la fosforilación variable representan algunos de los rangos dados



Para la fabricación de WPI, existen dos métodos principales, la microfiltración (MF)

y el intercambio iónico (denominado IX o IE). Estos métodos crean una diferencia

mínima en los componentes no proteínicos como la grasa, la lactosa y los

minerales, pero por otra parte generan diferencias en el contenido de las especies

proteicas, y, por tanto, en la funcionalidad. Se ha encontrado que por IE se

producen altos niveles de β-LG y un contenido nulo de GMP [72] [73]. Por otra

parte, por MF se encuentra reducción en la concentración de β-LG, retención de

GMP y no existe modificación química. [74], [75]. Por MF si el proceso se da dentro

de temperaturas intermedias y sin ajuste de pH se obtendrán porcentajes altos de

proteínas sin desnaturalizar. A continuación, se describen algunas propiedades

importantes de las proteínas presentes en WPI procesada por MF:

La β-LG es el mayor componente del lactosuero y la más importante durante la

formación de película, con un peso molecular de 18362 g/mol [76]; se encuentra en

forma de monómeros y dímeros en equilibrio a 20°C, y con el incremento en la

temperatura por encima de 30°C genera la disminución de los dímeros y la

desprotección estérica de los radicales histidina, tirosina y triptófano, así como

incrementos en la reactividad de los grupos tiol. Adicionalmente, por encima de

80°C puede desnaturalizarse irreversiblemente [77], β-LG tiene una alta solubilidad

a pH bajo. A pesar de ser la proteína más hidrófoba del lactosuero, es soluble en

agua ya que los componentes apolares se encuentran en el interior de la estructura

y la mayoría de los polares en la superficie, razón por la que además tiene buenas

propiedades gelificantes, sus geles se caracterizan por ser flexibles, y su opacidad

varía según las condiciones químicas de preparación, principalmente afectados por

pH y fuerza iónica [78]. Para la formación de película, hay un grupo sulfhidrilo libre

importante, cisteína 121 (CYS121), en la secuencia de aminoácidos y dos enlaces

disulfuro entre cisteína 66 y cisteína 160 y entre cisteína 106 y cisteína 119. En la

forma nativa, CYS121 está oculto por la hélice α (Sawyer et al., 1999). Por lo que

es importante desnaturar la proteína para preparar las películas.


La α-LG es un polipéptido formado por una sola cadena, con un peso molecular de

14147 g/mol. Presenta una estructura terciaria globular muy compacta, que se

mantiene por cuatro puentes disulfuro, con una zona de hojas plegadas y otra de

hélice α [76]. Es una de las proteínas más termolábiles que se encuentran en la

leche. Con temperaturas mayores a 65°C empieza a desnaturalizarse, siendo

parcialmente reversible del 80% al 90% a temperaturas de 70°C, con una

reversibilidad prácticamente nula a temperaturas superiores a 100°C [77].

BSA es la proteína de suero de cadena única más larga, con un peso molecular de

66 kDa. Es propenso a la precipitación alrededor de 40-45 ◦ C debido al aumento

de la unión hidrofóbica entre las cadenas [79]

Caseinomacropeptido se denomina con frecuencia glicomacropéptido (GMP)

debido a su alto contenido de carbohidratos, o como péptido derivado de caseína

(CDP). Es hidrófilo C-terminal formado por 64 residuos de aminoácidos que

presenta hasta cuatro cadenas de carbohidratos (ácido siálico-galactosa-N-acetil

galactosamina), unidas a residuos de treonina en seis posiciones diferentes. Los

aminoácidos de cadena ramificada prevalecen en su estructura; sin embargo, hay

ausencia de aminoácidos aromáticos (fenilalanina, triptófano y tirosina).

Dependiendo de la variante de kappa-caseína que forma GMP, puede contener

fósforo hasta 0.4% y presenta una masa molecular aproximada entre 6.755 y 6.787

Da en su estado monomérico. Investigaciones recientes establecieron

concentraciones de GMP entre 20-25% de proteína de suero de leche. A pH por

debajo de 4.5, GMP se autoagrupa debido a interacciones hidrofóbicas que

finalmente conducen a la gelatinización. El tamaño del agregado y la gelatinización

aumenta aún más al disminuir el pH y en este papel del ácido siálico que retiene

una carga negativa a pH 2.2 es importante. Se ha concluido que las estructuras

autoensambladas formadas a temperatura ambiente son parcialmente permeables

al pH, pero los dímeros formados hidrof

óbicamente parecen ser resistentes a los cambios de pH una vez formados [75].



La interacción entre WPI y almidón ha sido estudiada encontrando formación de

fases separadas en las suspensiones gelatinizadas por DSC, e incrementos en la

viscosidad [80] [81], no se encontraron referencias que estudien la interacción de

almidón-AC con WPI.

En esta parte se analiza la gelatinización del almidón de achira con adición de agua

y glicerol, así como su comportamiento frente a almidones de maíz, papa y yuca

en relación a la adición de agua, etilenglicol y glicerol. Así como el efecto de la

adición de AC y WPI, y la interacción entre estos.

2.2.1 Propiedades de almidones y efectos de plastificantes con diferentes tamaños moleculares.

Se estudió el efecto que presentan el agua, etilenglicol y glicerol en la gelatinización

de los almidones de achira, Maíz, yuca y papa. En la Tabla 7 se muestran los

resultados del efecto de los tres plastificantes en los en las propiedades de Tp, ΔHp

y Tc-To. Se observa que a medida que se aumenta el peso molecular del

plastificante aumenta Tp en todos los almidones, lo que refleja la dificultad que

tendría el plastificante para ingresar al gránulo a medida que aumenta su tamaño

molecular.

Tabla 7. Propiedades térmicas de almidones nativos con diferentes plastificantes por DSC.

ESPECIE PLASTIFICANTE TO(°C) TP (°C) TC(°C) ΔHP (J.G–1) TC-TO

ACHIRA

Agua 60.2 ±1.2 65.3 ±1.6ac 73.0 ±0.2 13.0 ±1.2a 12.7 ±1.1ab

Etilenglicol 106.0 ±1.0 114.0 ±1.5d 123.0 ±0.6 5.6 ±0.6b 17.0 ±1.2de

Glicerina 114.4 ±1.2 122.9 ±0.5g 137.5 ±0.3 12.0 ±0.2a 23.1 ±1.0g

MAÍZ

Agua 63.9 ±0.4 74.9 ±1.3b 77.7 ±0.5 9.3 ±1.2c 13.8 ±0.4a

Etilenglicol 118.7 ±0.7 131.5 ±0.9e 134.8 ±0.5 7.3 ±0.6b 16.1 ±1.2d

Glicerina 125.3 ±1.0 137.2 ±2.4h 143.3 ±1.0 9.5 ±1.1c 18.0 ±1.3e

PAPA Agua 59.5 ±0.1 65.0 ±0.0c 71.1 ±0.0 14.5 ±0.8d 11.6 ±0.2b

Etilenglicol 91.2 ±3.2 101.6 ±3.6f 110.2 ±3.9 10.5 ±0.6e 18.9 ±0.7ef


Glicerina 111.3 ±1.1 121.2 ±1.5g 128.0 ±1.9 6.6 ±0.2b 16.7 ±0.9d

YUCA

Agua 55.5 ±0.5 68.8 ±1.4ac 74.9 ±0.3 11.2 ±0.5a 19.4 ±0.5c

Etilenglicol 108.8 ±0.4 123.3 ±1.3g 129.6 ±0.5 6.9 ±0.2b 20.8 ±0.0f

Glicerina 114.0 ±0.5 129.7 ±1.0i 136.0 ±0.3 8.1 ±0.6bc 22.0 ±0.2g

*To, Tp, Tc: Temperatura inicial, pico, y final, respectivamente; ΔHp: entalpia de

gelatinización; los datos representan el promedio de tres mediciones. Los resultados con

una misma letra no presentaron diferencias significativas (p<0.05)

Los valores mayores de Tp siempre los presento maíz, seguidos de los de yuca,

achira y papa (Tabla 7). De acuerdo con las referencias consultadas, se ha

encontrado que la disrupción de los gránulos se relaciona con el contenido de

monoesteres fosfatos, los cuales se ubican entre las ramificaciones más largas de

amilopectina; estos presentan cargas negativas que se repelen y por tanto

desestabilizan la estructura generando Tp bajos [82]. Lo que nos permitiría inferir

que achira y papa presentan cadenas de amilopectina con largas ramificaciones.

Figura 11. Tp Almidones con diferentes plastificantes.

Los valores de ΔHp hallados se encuentran dentro los intervalos esperados 5-20

J/g para gelatinizaciones de almidones con agua, de acuerdo con lo expuesto por

[66] quien además menciona que las propiedades térmicas de los almidones

dependen de alelos genéticos específicos y de factores ambientales, por lo que

ΔHp y Tp no muestran dependencia con contenidos de amilosa ni con el tipo de

formación cristalina esto también se aprecia en el trabajo de [83]. En los resultados

se observa que en general el etilenglicol permite un menor valor de ΔHp que la



glicerina, de nuevo se atribuye al menor peso molecular [84]. Por otra parte, se

observa que el agua es quien presenta el mayor valor, esto indica que no solo el

tamaño molecular influye, sino que además la cantidad de grupos –OH también

estaría relacionada ya que la disrupción en los gránulos de almidón involucra la

formación de nuevos enlaces de hidrogeno con el solvente. Además, debe tenerse

en cuenta la presencia de proteínas y lípidos que se encuentran generalmente en

la superficie de los gránulos y cuya función es proteger la estructura interna [58],

por lo cual al ser mayor la polaridad del agua que la de etilenglicol y glicerol, tendría

mayor dificultad para interactuar con los lípidos.

La sumatoria de los factores mencionados anteriormente afectan el intervalo de

tiempo que necesita cada almidón para la gelatinización completa (Tc-To), se

observan tendencias similares en los almidones con respecto a los plastificantes

siendo menor el tiempo requerido por el agua, seguido del etilenglicol y glicerina.

Aunque algunos almidones no presentaron diferencias significativas en este valor

respecto al plastificante.

2.2.2 Concentración del almidón en relación al plastificante.


a. b.

Figura 12. Efecto de la relación en p/p almidón/plastificante (a) agua y (b) glicerol, durante la gelatinización evaluada por DSC

Se observó el efecto de la concentración de almidón en relación al contenido de los

plastificantes agua y glicerol en las propiedades térmicas de gelatinización del

almidón (Tabla 8). Con glicerina existe un límite de concentración de almidón en el

cual el plastificante no alcanza a penetrar en los gránulos y conseguir la

gelatinización de estos, apreciándose en el tamaño del pico de 3/10 y 5/10, el cual

es menor a mayor proporción de almidón, fenómeno distinto al observado con agua

donde aumento el pico y la entalpia. Esto puede ocurrir por el mayor tamaño

molecular que restringe el movimiento dentro de la población de gránulos de

almidón, por lo que solo una parte de estos logra alcanzar la gelatinización,

quedando gránulos de almidón sin disrupción en la suspensión, observados en el

crisol posteriormente al calentamiento y enfriamiento.

Esto confirma lo observado por [85] quienes observaron mediante tratamiento de

calor-humedad la absorción de diferentes plastificantes por los gránulos de

almidón, concluyendo que con un plastificante de menor tamaño, una cantidad

mayor de este podría penetrar en los gránulos de almidón y, en consecuencia, se

podría obtener un mayor efecto plastificante.



Tabla 8. Cambio en propiedades térmicas por DSC por cambio en la relación de concentración del almidón con el plastificante.

Relación Al/Plas.

TO

(°C) Tp

(°C) TC

(°C) ΔHp

(J.g–1) Tc-To

(°C)

Agua

1 a 10 61.4 66.8 71.7 11.82 10.3

3 a 10 59.8 65.3 70.3 33.21 10.5

5 a 10 59.3 66.9 74.2 60.89 14.9

1 a 10 115.8 126.0 137.2 10.46 21.4

Glicerol 3 a 10 109.6 124.3 137.0 35.01 27.4

5 a 10 113.6 118.9 124.2 31.76 10.6

2.2.3 Gelatinización con diferentes concentraciones de AC

Se observa en las curvas de gelatinización que el ácido cítrico (AC) no afecta la

temperatura pico de galatinización (Tp) (Figura 13), esto concuerda con los

resultados obtenidos por [86], sin embargo, cuando es adicionado en presencia de

glicerol se observa un cambio en Tp y en ΔHp (Tabla 8), lo que indica que en

compañía de polialcoholes puede afectar la disrupción de los gránulos de almidón,

posiblemente el polialcohol de menor peso molecular facilitaria la entrada de AC a

los granulos, y la ácides del AC a su vez facilitaria el rompimiento del granulo. La

diferencia entre Tc-To sugiere que la disrupción no ocurre en forma homogenea

interactuando de forma distinta con las cadenas de amilosa y amilopectina, por lo

cual la diferencia entre el inicio y final de la gelatinización es mayor.


Figura 13. Efecto de la adición de AC en las curvas de gelatinización por DSC. Al-Agua (0%AC), Al-Agua-AC (12% AC), Al-Agua-Gly (0% AC Gly), Al-Agua-Gly-12%AC (12%

Gly) y Al-Agua-Gly-36%AC (36% Gly)

Tabla 9. Propiedades térmicas de geles con adición de AC en diferentes concentraciones.

To (°C) Tp (°C) Tf(°C) ∆H

(J/g Al) Tf -To

AC 36% Gly 56.8 69.3 74.3 9.9 17.4

AC 12% Gly 62.9 69.0 77.7 12.1 14.8

AC 0% Gly 61.2 70.9 78.0 15.1 16.8

AC 12% 58.7 65.5 76.5 14.9 17.8

AC 0% 60.2 65.3 73.0 13.0 12.7

La suspensión gelatinizada de almidón a 65°C en general presentan un

comportamiento pseudoplastico Figura 14 como el descrito por [65], para

suspensiones (3%p/v) gelatinizadas y enfriadas hasta 25°C. La adición de AC

genera cambios reológicos en la suspensión, disminuyendo la viscosidad,

indicando que el AC facilita la movilidad de las cadenas del almidón. De acuerdo

con [87], existen dos razones posibles para este comportamiento; Siendo la

primera, las fuertes interacciones de unión del AC con el almidón por puentes de

hidrogeno debilitan la interacción de las moléculas de almidón, lo que facilita el

movimiento de deslizamiento entre las moléculas de almidón (efecto plastificante).



Segundo, la acidólisis del almidón en presencia de ácido cítrico, genera cadenas

más pequeñas y por tanto mayor movilidad.

Figura 14. Efecto de la concentración de AC en suspensiones gelatinizadas de almidón.

2.2.4 Gelatinización con diferentes concentraciones de WPI

En la Figura 15 se observan las curvas de gelatinización de almidón con adición de

WPI con y sin AC, comparadas con los controles de almidón con agua y glicerina,

y almidón con agua glicerina y AC. La suspensión sin adición de AC mostró un pico

característico de gelatinización de almidón, en esta se requirió mayor temperatura

para iniciar la gelatinización, esto puede indicar que la proteína dificulta el acceso

de los plastificantes agua y glicerol a los gránulos de almidón, lo que concuerda

con lo reportado por [70] con proteína de soya.

Con adición de AC se observa que el pico se mantiene en la posición del control

sin proteína, por lo que puede ser un indicador de mayor interacción entre el

almidón con los plastificantes y WPI, esto debido a que el ácido cítrico reduce el

pH del medio, facilitando la solubilidad y desnaturalización de la proteína, ya que


de acuerdo con [88] WPI aumenta su solubilidad en pH menores a 4; por lo que en

el pico observado es posible que exista sumatoria del fenómeno de

desnaturalización con la gelatinización del almidón, teniendo en cuenta que [80]

[89] y [90], han reportado un pico característico para WPI entre 60 y 80°C.

(a) (b)

Figura 15. DSC de (a) Gelatinización de suspensiones de almidón con WPI; (b) Desnaturalización de WPI, imagen tomada de [89]

Tabla 10. Propiedades térmicas por DSC de suspensiones gelatinizadas de almidón con adición de WPI.

To (°C) Tp (°C) Tc(°C) ∆H (J/g Al)

Tf -To

½ WPI/Al Gly 72.9 80.1 86.1 12.6 13.8

½ WPI/Al AC-Gly 58.1 68.9 76.5 12.99 18.4

Los cambios en viscosidad respecto al aumento de la velocidad de corte de las

suspensiones filmogénicas de WPI-agua-glicerol (WPI), de almidón-agua- AC-

glicerol (6%AC Gly) y WPI-almidón-AC-agua-glicerol(1/8AC) se muestran en la

Figura 16a; y los cambios respecto a la concentración de WPI con y sin adición de

AC en la Figura 16b. A nivel general se observa que a medida que aumenta la

velocidad de corte, disminuye la viscosidad en las muestras que contienen almidón,

mostrando un comportamiento pseudoplastico.

La suspensión WPI presenta una curva irregular debido a la perdida de agua por el

calentamiento continuo a 65 °C ±0,01, esto generó aglomeraciones de proteína que



ocasionaron resistencia al flujo. La adición de WPI en la suspensión de almidón

(1/8 p/p almidón) aumenta la viscosidad indicando la formación de un gel de mayor

firmeza.

El aumento en la concentración de WPI respecto al almidón, presento un ligero

descenso en la viscosidad, sin embargo, las curvas tienden a superponerse con

altas velocidades de corte.

Por el contrario, la adición de AC en las suspensiones con WPI genero incrementos

en la viscosidad respecto a las sin AC. Se especula entonces que existen

interacciones entre las moléculas de WPI y al AC que generan mayor resistencia a

la fluidez de la suspensión gelatinizada. Considerando que la adición de AC en las

suspensiones que solo contenían almidón disminuyo la viscosidad.

(a) (b)

Figura 16. Viscosidad en suspensiones gelatinizadas de almidón con adición de WPI. (a) Película de WPI-agua Gly (WPI) comparada con mezcla de Almidón-agua-Gly-AC (6%AC

Gly) y WPI-Almidón-agua-Gly-AC (1/8 AC). (b) Efecto de la relación en peso de WPI/ Almidón.


2.3 Caracterización de películas

La habilidad de formación de película es una característica del almidón y las

proteínas de lactosuero, que puede utilizarse en la industria de empaque de

alimentos y en la farmacéutica como cobertura.

En el almidón la formación de película ocurre cuando los geles liberan las

moléculas del solvente, debido a las fuertes interacciones entre las cadenas de

amilosa que ocasiona el inicio de la recristalización. Por lo que mayores porcentajes

de amilosa favorecen la formación de películas, esta además proporciona mayor

resistencia mecánica, así como menor permeabilidad al oxígeno y al agua que la

amilopectina [91].

Las películas de almidón formadas con agua no poseen las propiedades necesarias

para competir con los polímeros convencionales, además sufren un proceso de

envejecimiento denominado retrogradación por la excesiva recristalización y

perdida del solvente; razón por la cual se emplea la adición sustancias

plastificantes, agentes de refuerzo y modificadores [15], dentro de estos últimos se

encuentran los agentes entrecruzantes como los ácidos carboxílicos que mejoran

propiedades mecánicas y la estabilidad del agua de los productos de almidón. Los

ácidos carboxílicos generalmente se utilizan para actuar como agentes

plastificantes o reticulantes. Entre los recientemente estudiados se encuentran el

ácido ascórbico, el ácido tartárico, el ácido cítrico (AC), el ácido fórmico y otros [92];

se ha reportado que el AC interactúa con las cadenas de almidón previniendo la

formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos hidroxilo del almidón

termoplástico en el estado amorfo [87], por lo cual el AC podría ser un buen

candidato para mantener la estructura de la película y prevenir la retrogradación

Existen investigaciones que analizan el efecto del AC sobre las propiedades de

películas basadas en almidón, que informan mejoras en la permeabilidad al vapor

de agua, resistencia a la tracción y mayores porcentajes de elongación [93], [32],

[94], [95] y [96]. Pero en los estudios reportados son escasos los que analizan la

estabilidad en las propiedades mecánicas con paso del tiempo [97], además se



encuentran resultados contradictorios con respecto a la temperatura apropiada

para que ocurra el entrecruzamiento, así como del tipo de función que desempeña

en la película, ya que se habla generalmente de tres posibles efectos:

entrecruzamiento, hidrolisis y plastificación.

Como agente de refuerzo para películas de almidón se ha planteado la adición de

proteínas, dentro de las cuales la adición de proteína aislada de lactosuero (WPI)

ha sido una de las menos estudiadas. Individualmente se ha encontrado que, la

fracción proteica del suero, especialmente de los aislados de α-LA y la β-LG, tienen

alto potencial para la elaboración de películas comestibles y envases flexibles

debido a su capacidad para formar enlaces intermoleculares entrecruzados, entre

otras funciones como las observadas en la Tabla 11¡Error! No se encuentra el

origen de la referencia.; las propiedades de las películas son altamente

dependientes del pH y de la temperatura, y al igual que con el almidón la técnica

más utilizada para su elaboración es el de colada “casting”; para ello se realiza la

desnaturalización térmica de la proteína de suero de leche en solvente acuoso y

luego se vierte la solución en un molde que permite la formación de una película

reticulada después de la evaporación del agua [79].

Tabla 11. Propiedades funcionales de proteínas de lactosuero. Modificado de

(Sullivan, et al., 2008).

Función Propiedades de proteínas de lactosuero

Enlaces con agua Los enlaces con agua se incrementan con la desnaturalización de las

proteínas.

Solubilidad Son solubles en a varios niveles de pH, Si son desnaturadas, son

insolubles a pH 5.

Viscosidad Baja para proteína nativa; alta si es desnaturada.

Gelación El calor de gelatinización se encuentra en 70°C o más y es influenciado

por pH y sales.

Emulsificación Buena excepto a pH 4-5, si ha sido desnaturada por calor.

Espumado Buen espumado/excesivo, β-lactoglobulin mejor que α-lactalbumin.

Enlaces con

saborizantes

Retención de varios dependiendo del grado de desnaturación.


Se ha reportado que las películas basadas en WPI presentan propiedades

mecánicas adecuadas para la elaboración de empaques y recubrimientos de

alimentos, debido a las fuertes interacciones entre la cadenas de proteína, estas

características pueden variar con la adición de plastificantes [79] y [98] se

encuentran estudios comparativos como el de [99] en el que se describe que WPI

tiene mayor resistencia a la tracción que el almidón de arveja (40% amilosa), pero

bajo porcentaje de deformación. Además, la permeabilidad al vapor de agua es alta

debido al carácter hidrófilo de esta proteína (Ramos, et al., 2013).

Para WPI también se han realizado estudios de adición de plastificantes y

nanocompuestos, así como la mezcla con otros polímeros para generar películas

con mejores características, [100], [34] y [101]; entre los reportes de mezcla con

almidones [37] y [102] no se encuentran estudios con variedades botánicas con

gránulos tipo B que tienen generalmente mejores propiedades mecánicas a los de

tipo A, ni análisis del efecto de la adición de AC como agente modificante de las

películas.

Considerando lo anterior se analizara el efecto de diferentes porcentajes de AC y

de WPI de forma individual y la mezcla de estos, en la permeabilidad al vapor de

agua, propiedades mecánicas de resistencia a la rotura y porcentaje de

deformación, así como en la estabilidad con el paso del tiempo de películas

basadas en almidón de achira.



2.3.1 Propiedades de películas de almidón de achira.

Efecto de la concentración de glicerol en las propiedades mecánicas de almidón de achira.

Se aprecia en la Tabla 12 como la adición de glicerol afecta las propiedades

mecánicas de la película de almidón reduciendo el módulo elástico. Estos

resultados se relacionan con los obtenidos por [38], quienes hallaron que al

adicionar glicerol a almidón de maíz reduce la temperatura de transición vítrea y

aumenta la flexibilidad de los productos derivados, esto se debe a que al actuar

como plastificante penetra en las cadenas del polímero promoviendo mayor

movilidad en las cadenas de amilosa y amilopectina. Se encuentra que a

concentración del 20% no hay suficiente efecto plastificante ya que, aunque se

reduce el esfuerzo de tensión, el porcentaje de deformación no tiene un cambio

importante, por lo que las películas aún tienen un comportamiento frágil. En

concentraciones del 30% y 40% se observan deformaciones semejantes, pero

disminuye el esfuerzo el segundo. Considerando lo anterior la concentración que

permite un valor alto de deformación sin sacrificar en gran medida el esfuerzo es la

del 30%.

Tabla 12. Efecto de la concentración de glicerol respecto al contenido de almidón en propiedades mecánicas.

GLY ESFUERZO DE ROTURA

DEFORMACIÓN A ROTURA

M. ELÁSTICO

%P/P N/mm2 % N/mm2

0 17.87 ± 2.93 2.54 ± 0.46 788.93 ± 61.19

20 13.67 ± 0.98 3.41 ± 0.31 344.36 ± 76.70

30 7.03 ± 0.39 30.65 ± 3.00 161.50 ± 21.54

40 5.27 ± 0.35 30.33 ± 4.01 104.31 ± 16.06

80 0.97 ± 0.05 25.52 ± 2.13 5.09 ± 0.19


Figura 17. Efecto de la concentración de glicerol en el módulo elástico de almidón de achira.

Propiedades mecánicas de almidón de achira.

Se evaluó el cambio en el módulo de elasticidad, en las semanas 1, 3 y 6 después

de preparadas, de películas basadas en almidón de achira, maíz, papa y yuca;

cada suspensión acuosa al 8% p/p y con 24% p/p de glicerol en relación al almidón.

Figura 18. Cambio en el módulo elástico de películas con diferentes almidones en las semanas 1, 3, y 6 después de preparadas.

Se encontró que las películas de almidón de yuca en general presentan un módulo

de elasticidad menor al de los otros almidones, esto implica mayor elasticidad y

menor resistencia al esfuerzo mecánico. Las películas de almidones de maíz, yuca



y papa presentan comportamientos similares con respecto al tiempo ya que en la

tercera semana incrementan su módulo de elasticidad esto se atribuye al proceso

de retrogradación, ya que una mayor cristalinidad en el material implica un aumento

en resistencia a la tracción y una disminución en la elasticidad. Los cambios en la

sexta semana también pueden atribuirse a la retrogradación ya que al desplazar el

solvente las películas tendrán zonas de alta cristalinidad (cadenas de amilosa y

amilopectina) y zonas amorfas con alta concentración de solvente, lo que permitiría

elasticidad mayor respecto a la primera semana, pero a la vez menor esfuerzo de

tracción. En trabajos como el de [103] se observa como después de la

gelatinización por nucleación las cadenas de amilopectina y amilosa empiezan a

formar cristales.

En la Figura 18, se puede ver igualmente como las películas de papa son las que

presentaron mayor módulo, este resultado puede atribuirse al mayor peso

molecular de las cadenas de amilosa y amilopectina que han sido reportados para

este almidón, así como a su bajo contenido de amilosa (Tabla 13 y Tabla 14). El

módulo en achira es menor a papa entre las semanas 1 y 3 por tener entonces un

menor DP en amilosa, esto también podría facilitar la movilidad de estas cadenas,

explicando el porque se observa mayor retrogradación hacia la sexta semana, ya

que un módulo alto es consistente con un alto contenido de amilosa la cual permite

una estructura cristalina más estable [104], [105]. El módulo en maíz presentó un

incremento significativo hacia la tercera semana siendo consistente con una mayor

movilidad de las cadenas de amilosa y amilopectina por el DP bajo de estas. En

yuca se observan módulos más bajos acordes a menores contenidos de amilosa y

menores grados de polimerización en amilopectina, y se observa un aumento

significativo en la semana 3 indicando que existe alta retrogradación, este resultado

es diferente a la reportado por [106](Tabla 13).


Tabla 13. Contenido de amilosa y grado de polimerización almidones.

Origen % Amilosa

Aparente*

% Amilosa

absoluta**

%Retrogradación** Grado de

Polimerización

(DP)

Fuente

Almidón tipo A

Maíz Normal 28.01± 1.27 22.5 47.6 830 – 960 [107]

Yuca 17.82± 2.08 17.18 25.3 2660 – 3390 [58]

Almidón tipo B

Papa 29.74± 4.18 16.9 43.4 4850 y 6340 [58]

Achira 37.69± 1.25 22.7 45.2 1650-1590 [108]

*Resultados del presente estudio. ** Resultados obtenidos por [106], Amilosa absoluta calculada como: C = (IAS – IAAP+IC)/{0.20 – (IAAP+IC/100)} donde C es el porcentaje de amilosa absoluta, IAS es la afinidad del almidón entero desgrasado con el yodo, y IAAP+IC es la afinidad de amilopectina y la mezcla de componentes intermedios. %Retrogradación se calculó por DSC a partir de las entalpias de gelatinización.

Tabla 14. Distribución de longitud de cadena (CL) de ramificaciones de amilopectina. Modificado de [106]

Origen Pico DP Promedio % distribución Mayores DP detectados

I II CL DP 6-9 DP 6-12 DP 13-24 DP 25-36 DP≥37

Almidón tipo A

Maíz Normal 13 48 24.4 3.85 17.9 47.9 14.9 19.3 80

Yuca 12 49 27.6 4.68 17.3 40.4 15.6 26.7 79

Almidón tipo B

Papa 14 52 29.4 3.53 12.3 43.3 15.5 28.9 85

Achira 15 52 28.9 3.41 11.7 45.3 16.2 26.8 85

2.3.2 Propiedades de películas con adición de ácido cítrico (AC)



Dentro de los agentes modificadores de película recientemente se han realizado

estudios con ácido ascórbico, el ácido tartárico, el ácido cítrico (AC), el ácido

fórmico y otros [92]; se ha reportado que el AC interactúa más fuertemente con el

grupo CO que los polioles, y consecuentemente previene la formación de enlaces

de hidrógeno entre los grupos hidroxilo del almidón termoplástico en el estado

amorfo [87], por lo cual el AC podría ser un buen candidato para aumentar el rango

de propiedades mencionadas. La prevención de la formación de enlaces de

hidrógeno además produciría como resultado un bajo grado de recristalización

(retrogradación), evitando que las películas de almidón se vuelvan frágiles con el

paso del tiempo.

Existen escasos estudios que analizan la estabilidad en las propiedades mecánicas

con paso del tiempo [97], además se encuentran resultados contradictorios,

respecto a la temperatura apropiada para que ocurra el entrecruzamiento. Por esta

razón se decide estudiar el efecto del ácido cítrico en la retrogradación de películas

de almidón.

Microestructura (SEM)

La Figura 19, muestra las micrografías de la superficie de fractura, obtenidas por

SEM, las películas mostraron superficies lisas sin evidencia de las formas

granulares del almidón, por lo que la temperatura y tiempo de calentamiento

utilizados en su producción de la suspensión filmógena permitieron la

desintegración completa de los gránulos. Con glicerol (0%AC Gly) se observa una

superficie más homogénea que con agua, esto se debe al efecto plastificante que

permite una mayor dispersión de las cadenas amilosa y amilopectina en la película.

La adición de AC sin presencia de glicerol, produjo una película poco homogénea

con porosidades y grietas grandes, posiblemente las fuertes interacciones entre el

almidón y AC dificultan la movilidad de cadenas generando mayor fragilidad en las

películas. El aumento de la concentración de AC en presencia de glicerol produce


películas con superficies más suaves y homogéneas indicando mayor miscibilidad

en los componentes de la película.

0%AC 12% AC 0% AC Gly

12% AC Gly 36% AC Gly

Figura 19. Micrografías de fractura (2kx) de películas de almidón de achira con agua(12%AC), con agua-AC (12%AC), con agua-glicerol (0%AC Gly), con agua-glicerol-

12%AC (12%AC Gly), y con agua-glicerol-36%AC (36%AC Gly)

Cristalinidad de películas

Las películas de almidón con agua-glicerol (0% AC Gly) y con adición de AC (12%

AC Gly) mostraron picos de difracción en posiciones iguales a los de los gránulos

de almidón (Al. Nativo) en 17°, 20°, 22° y 24°, pero con intensidad menos marcada

con respecto al área amorfa, especialmente en el pico en 24°, esto indica que

durante la formación de películas no se cambió el tipo de cristal del almidón, cambio



el porcentaje de cristalinidad, el mismo efecto ha sido reportado por [109], en

películas de almidón de maíz gelatinizadas con glicerol y con Anhídrido trimelítico.

La formación de película solo con agua (0% AC) mostró cambios en la cristalinidad

del almidón ya que en su difractograma los picos en 20°, 22° y 24° presentan muy

baja intensidad indicando alta disrupción estructural, ocurre un comportamiento

similar al agregar AC sin la presencia de glicerol (12% AC), aunque en este se

observa un menor porcentaje de cristalinidad (Tabla 15), probablemente causado

por efecto de hidrolisis del AC en las cadenas de almidón, esto origino fragilidad en

las películas. El aumento en la intensidad de difracción de algunos de los picos,

pero disminución en el porcentaje de cristalinidad con la adición de AC de acuerdo

con [32], sugiere que algunas de las regiones amorfas pueden estar mejor

orientadas después de la formación de película.

Figura 20. Cambios en los picos cristalinos de las películas. Al-Agua (0%AC), Al-Agua-AC (12% AC), Al-Agua-Gly (0% AC Gly), Al-Agua-Gly-AC (12% Gly) vs gránulos de almidón de achira (Al. nativo)

A medida que aumenta la concentración de AC en presencia de glicerina disminuye

la cristalinidad de las películas, este se puede atribuir a fuertes interacciones por

puentes de hidrogeno entre el AC, glicerol y las moléculas del almidón que

disminuyen el proceso de recristalización.


Figura 21. Cambios en los picos cristalinos de las películas en relación a la concentración de Ácido Cítrico (%p/p AC/Al). Al-Agua-Gly (0% AC Gly), Al-Agua-Gly-12%AC (12% Gly), Al-Agua-Gly-24%AC (24% Gly) y Al-Agua-Gly-36%AC (36% Gly).

Con el tiempo (Figura 22) se observan cambios en la estructura cristalina de las

películas siendo más notorios los picos, en la Tabla 15 se observa además que la

cristalinidad aumenta en la película sin adición de AC (0% AC Gly) y con bajo

porcentaje de este (12% AC Gly); con la adición de AC en alta concentración 24%

y 36% la formación de picos es menos pronunciada y la cristalinidad disminuye,

esto puede ocurrir por un efecto de hidrolisis que genera degradación de las

cadenas almidón, lo que podría dificultar la recristalización del almidón durante la

retrogradación.

Figura 22. Efecto del AC en la cristalinidad de películas a 2 semanas y 1 año de preparación.



Tabla 15. Cristalinidad de películas con AC, medidas a 1 semana y a 1 año.

% Cristalino

Muestra 1 semana 1 año

Almidón Achira 22.0 -

Película

0% AC 24.6 -

12% AC 10.5 -

0% AC Gly 15.0 22.3

12% AC Gly 19.7 23.2

24% AC Gly 15.2 14.6

36% AC Gly 16.3 11.1

Propiedades mecánicas

En la Figura 23, se observa la reducción del módulo elástico con el aumento en la

concentración de AC, además a altas concentraciones el módulo se tiende a

mantener estable con el paso del tiempo. Estos resultados indican que el ácido

cítrico puede haber promovido la movilidad de cadenas del almidón, lo que explica

la reducción en el módulo elástico, como lo mencionan [93], quien observo que el

AC residual puede actuar como un plastificante, reduciendo los enlaces de

hidrógeno entre las cadenas de almidón y debilitando la estructura de la mezcla.

El efecto sobre la retrogradación del almidón corrobora los resultados obtenidos

por DRX, ya que, en altas concentraciones, al impedirse la recristalización del

almidón el módulo no presento cambios significativos.


Figura 23. Efecto de diferentes concentraciones de AC en el módulo elástico de películas medido a 1 semana, 3 semanas y 6 semanas.

(a) (b)

Figura 24. Efecto de diferentes concentraciones de AC en el esfuerzo de rotura (a) y en la deformación (b), de películas medidas a 1 semana, 3 semanas y 6 semanas.

Es importante mencionar a la sexta semana (Figura 24a) se presenta un aumento

en el esfuerzo de tensión y este no presenta diferencias significativas entre las

películas sin AC y las películas a 12% y 36%, pero si se observan diferencias en la

deformación especialmente en altas concentraciones. Este resultado puede ser

causado por la re-asociación de las cadenas en la película por la retrogradación, y

la alta deformación (Figura 24b) con el aumento de la concentración de AC muestra

el efecto plastificante que presenta el AC en las películas. En el trabajo de Khan,

2007[97] estudiaron las propiedades mecánicas en los días 1, 7 y 14, encontrando

descenso gradual en el esfuerzo de tracción y aumento en la deformación,



fenómeno que atribuyeron a la ganancia de humedad asociada a las interacciones

con los plastificantes.

Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR).

En la Figura 25, se pueden ver los cambios en los espectros por FTIR para películas

con diferentes concentraciones de AC. La Figura 25.a muestra el entrecruzamiento

del almidón con el ácido cítrico que se caracteriza por la formación de un grupo

C=O, este se observa en la banda a 1724 cm-1 [32], esta banda aumenta su

intensidad con el contenido de AC, también en altas concentraciones se observa

un pico más débil a 1205 cm-1 (Figura 25.b) que se atribuye al estiramiento del

enlace C-O del grupo C-OH en los residuos de ácido; además se puede ver un

cambio en el pico entre ubicado entre 1000 y 1050 cm-1, que pasa de ser uno

sencillo a uno doble con el aumento en la concentración de AC, confirmando una

menor cristalinidad en la película, de acuerdo con lo planteado por [110], quien

estudio los cambios en espectros IR con cambio en la cristalinidad de geles de

almidón de papa; el cambio en el pico 1024 cm-1 también ha sido asociado a menor

presencia de vibraciones (C-O-C), con incrementos en el pico 1149 cm-1 por mayor

presencia de vibración (C-O-H) producto de la hidrólisis del almidón por el AC con

temperaturas de 85°C, según [93] y [96].


(a) (b)

Figura 25.Espectro de películas de almidón plastificadas con glicerol y con diferentes concentraciones de AC (a) Espectro entre 4000 y 400 cm-1 (b) ampliación segmento entre

1400 y 700 cm-1.

Propiedades térmicas (TGA)

En las Figura 26a y Figura 26b se observan las curvas obtenidas por degradación

termogravimetrica, puede observar que las películas tienen un menor porcentaje

de humedad que el almidón nativo; en la Tabla 16 se muestran los cambios en el

contenido de humedad, estos pueden asociarse a la posibilidad de realizar

asociaciones con moléculas de agua del medio, de tal forma que las películas que

presentan AC y glicerol tienen un menor asociación ya que este forma puentes de

hidrogeno con el almidón, disminuyendo los espacios de asociación con agua. Los

cambios en el porcentaje de humedad entre las muestras con aumento de la

concentración de AC no son significativos.

La degradación de las películas ocurre a temperaturas levemente más altas en

relación con el contenido de AC y la adición de glicerol (Tabla 16), lo que indica

que mejora la resistencia a la degradación térmica, por el aumento en las

interacciones Almidón-Agua-Glicerol y Almidón-Agua-Glicerol-AC. Aunque, los

porcentajes de degradación en las películas modificadas con glicerol y con glicerol-

AC es mayor posiblemente a causa de la reducción en la cristalinidad; [32],

encontraron resultados similares en los que se alcanzó una temperatura pico de

degradación en 320°C para películas con almidón de maíz.



(a) (b)

Figura 26. Efecto de AC en la degradación térmica de películas de almidón. Las gráficas se encuentran desplazadas para mejorar la visualización de estas

Tabla 16. Porcentajes de perdida de humedad y degradación de películas con AC.

Película Humedad DTGh Degradaciónmáx DTGmáx

(%) (°C) (%) (°C)

0% AC 5.1 101 56.8 273

12% AC 7.2 110 57.8 277 0% AC Gly 6.0 78 74.0 301

6% AC Gly 7.3 85 79.7 310

12% AC Gly 5.0 87 71.5 309

24% AC Gly 4.8 81 70.3 310 36% AC Gly 8.4 92 73.6 319


Permeabilidad al vapor de agua

Figura 27. Efecto del AC en la permeabilidad al vapor de agua.

Se observa que el contenido entre 24 % y 36% de AC aumenta la permeabilidad

ya que el volumen libre de las cadenas de almidón se incrementa debido al efecto

plastificante. En concentraciones bajas 6% y 12%, no se observan cambios

significativos (p<0.05) en la permeabilidad con respecto al control (0%AC Gly).



2.3.3 Propiedades de películas con adición de WPI

Apariencia

Las películas con WPI presentaron una apariencia brillante amarillenta, siendo más

intensa la coloración con porcentajes de proteína superiores al 50% en relación al

peso del almidón, pero con menor resistencia por formación de agregados de

proteína (Figura 28). Razón por la cual en la mayoría de análisis solo se

considerarán las relaciones en masa 1/8 pro/Al, 2/8 pro/Al y 4/8 pro/Al.

Figura 28. Película 6/8 pro/Al fotografiada en microscopio óptico a 40x.

Cristalinidad

La película de WPI muestra un difractograma característico de una sustancia sin

formaciones cristalinas (Amorfa) Figura 29(a); cuando se adiciona en las películas

de almidón predominan las formas cristalinas del almidón nativo Figura 29(b), este

resultado difiere del reportado por [102], quienes encontraron en películas de

almidón de maíz con WPI, la recristalización generaba estructuras tipo-Vh, esta

diferencia se puede atribuir al procesamiento de la película, ya que en el presente

estudio las películas se realizaron por solvent casting y en el del estudio reportado

utilizaron extrusión. Otro factor podría ser el origen botánico del almidón.

Con la adición de WPI en la relación 1/8 p/almidón no se presentaron diferencias

significativas en el porcentaje de cristalinidad, medido en la primera semana

respecto a las muestras de almidón sin AC (0% AC Gly) y con AC (12% AC Gly),

sin embargo, la adición AC provoca una tenue reducción en la cristalinidad después

de un año.


(a) (b)

(c) (d)

Figura 29. Difractogramas de (a) película de WPI a un mes y a un año de preparación, (b)

adición de WPI en diferentes proporciones, (c) efecto del tiempo con y sin adición de AC

en 1/8 p/p almidón; (d) y en 4/8 p/p almidón.

Tabla 17. Porcentaje de cristalinidad en películas de almidón con adición de WPI

en presencia de AC y sin AC.

Cristalinidad (%)

Película 1 semana 1 año Diferencia

0% AC Gly 15.03 22.3 7.27

12%AC Gly 19.71 23.22 3.51

1 a 8 14.87* 19.97 5.1

1 a 8 AC 20.43* 12.31 -8.12

4 a 8 AC 23.3* 20.55 -2.75 *Evaluadas a un mes de preparadas



Descomposición térmica por TGA

Figura 30. Degradación térmica (TGA) de películas de almidón con adición de WPI

en presencia de AC y sin AC.

Tabla 18. Porcentajes de perdida de humedad y degradación de películas con AC.

Película Humedad DTGh Degradación 1 DTG1 Degradación2 DTG2

(%) (°C) (%) (°C) (%) (°C)

0% AC Gly 6.0 78 - - 74.0 301

6% AC Gly 7.3 85 - - 79.7 310

WPI 11.5 78 18.74 220 48.9 312

1/8 11.4 63 18.37 179 53.6 312 1/8 AC 12.3 65 17.42 186 50.4 311

4/8 AC 11.2 69.8 7.93 179 52.6 305

Las películas con WPI presentan tres etapas de degradación, la primera con

pérdida de aproximadamente un 11.5 % de peso con temperatura pico entre 63 y

78°C, que es característica de evaporación de agua. La segunda con temperatura

pico ente 179 y 220°C puede asociarse con descomposición de glicerol y

componentes menores de la proteína con un porcentaje de degradación de 18%,


con excepción de la película 4/8 AC en la que el valor fue menor (7.93%). La tercera

etapa ocurrió entre 305 y 312 °C con una pérdida de peso alrededor del 50%, el

cual se atribuye a la descomposición final de los compuestos orgánicos presentes

en la película.

La adición de proteína en baja concentración mostró un retraso en la

descomposición final de la película, este es ocasionado por la mayor resistencia a

la degradación presentado por WPI, aunque este cambio no fue significativo

respecto a la película de almidón con adición de AC (6% AC Gly), el incremento en

la concentración de WPI generó un ligero descenso de este valor, esto indicaría

que en altas concentraciones de esta se reduce la interacción con los otros

componentes, permitiendo una descomposición más temprana.

Propiedades mecánicas

En la Figura 31 se observa que en general las películas de WPI presentan

propiedades mecánicas inferiores a las de las películas de almidón de achira (Al-

Gly) en las misma condiciones. Aunque muestran mayor estabilidad en las

diferentes semanas de medición.

La adición de WPI genera reducción del esfuerzo máximo (Figura 31(a)) y del

porcentaje de deformación de las películas de almidón (Figura 31(b)), esto podría

indicar que las cadenas de proteína reducen la movilidad de las cadenas de

almidón ocasionando por tanto un comportamiento frágil, este resultado concuerda

con el reportado por [102] para almidón de arveja y WPI, es importante mencionar

que la reducción de las propiedades mecánicas en la películas del trabajo citado,

fue mayor a la expuesta en el presente estudio ya que las películas fueron

procesadas por extrusión y las altas temperaturas generaron mayores pérdidas de

plastificantes, que las que pueden ocurrir por solvent casting.

Se observa en la Figura 31(c), que las películas con adición de proteína en general

presentan menos cambios en los diferentes tiempos de medición que las películas



control de almidón, mostrando entonces que en proporciones adecuadas WPI

puede reducir la retrogradación de las películas de almidón.

(a)

(b)

(c)

Figura 31. Propiedades mecánicas de películas de almidón con adición de WPI en presencia de AC y sin AC. (a) Esfuerzo Máximo, (b) Deformación máxima (%) (c) Módulo elástico.


La adición de AC genera esfuerzos máximos más altos, junto con mayores

deformaciones y estabilidad respecto al tiempo en películas con baja concentración

de proteína (1/8*), en comparación con las películas sin adición de AC en la misma

proporción (1/8). Esto podría implicar mayor interacción en las cadenas de proteína

y almidón.

Características microestructurales

WPI 1/8 1/8 AC

4/8 4/8 AC

Figura 32. Micrografías (2 Kx) por SEM de películas de WPI, almidón con adición de WPI en diferentes relaciones (p/almidón), con y sin adición de AC.

En la Figura 32, se puede ver que en general en la escala trabajada, películas

presentan una matriz homogénea, sin separación de fases, esto indica alta

miscibilidad en los componentes que forman la película.



Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier

(a) (b)

Figura 33. FTIR de películas de almidón con adición de WPI con y sin AC. (a) Rango completo y (b) rango entre 800 y 1750 ampliado.

En la Figura 33.a se observa que la película de proteína (WPI) presenta un pico

terminado en punta afilada entre (3000 y 3600) cm-1, este se asocia con vibraciones

de estiramiento N-H (3350 cm-1) con superposición de las vibraciones de

estiramiento O-H que ocurren por retención de agua en la película. Se observan

además picos de gran intensidad en 1550 y 1640 cm-1 estos están relacionados

con las estructuras amina secundaria y amina primaria respectivamente, presentes

en una proteína. Entre 1000 y 1500 cm-1 son notorios picos característicos de

carbohidratos que se pueden asociar a la presencia de glicerol como plastificante.

Las películas de almidón con adición de WPI en diferentes concentraciones

muestran un pico con terminación más curva entre (3000 y 3600) cm-1,

posiblemente por mayor afinidad al agua y cambios en los picos entre 1000 y 1500

cm-1, que se aprecian de mejor forma en la ampliación de la Figura 33.b, con una

relación baja de proteína (1/8 WPI/Al) se observa que el pico entre 1500 y 1600 cm-

1 aumenta su ancho lo que se atribuye a la combinación con el pico de

entrecruzamiento del almidón (1724 cm-1) producido por la adición de AC; al

incrementar la concentración de (8/8 WPI/Al), se observan los picos de las aminas

en baja intensidad y con la adición de AC estos cambian su intensidad, por lo cual


esto puede indicar asociación de este grupo con el sistema AC-almidón. Con la

adición de WPI también se observa cambio en el pico ubicado alrededor de 1049

cm-1, el cual en el segmento anterior se había atribuido a cambios en la cristalinidad

de las películas, estas se asocian a cambios en las interacciones entre las cadenas

del almidón. El desplazamiento del pico alrededor de 1040 cm-1, ha sido atribuido

a interacción entre las moléculas formadoras de película por [40].

Permeabilidad al vapor de agua

En la Figura 34 se observa que las películas con WPI en general presentan mayor

permeabilidad esto se asocia con el carácter hidrófilo de esta mencionada

anteriormente; con mayores concentraciones aumenta la permeabilidad, indicando

mayores espacios en la matriz polimérica y mayor absorción, el resultado es similar

al obtenido por [102] y [37], los cambios en la matriz polimérica podrían relacionarse

con la reducción en la cristalinidad de las películas y menores propiedades

mecánicas. La adición de AC reduce la permeabilidad, confirmando mayor

asociación en las cadenas de las cadenas de almidón y de proteína.

Figura 34. WVP de películas almidón con adición de WPI, con y sin AC..

3. Conclusiones y recomendaciones

3.1 Conclusiones

El almidón de achira posee estructura granular caracterizada por tamaños de

gránulo entre 5 y 100 micras y forma ovalada La estructura cristalina es de tipo B,

similar a las presentada por el almidón de papa. Presenta un contenido de

humedad en equilibrio cercano a 18%. El grado de cristalinidad es de 22%, el cual

es claramente mayor al de otras especies vegetales. El contenido de amilosa es de

38%, lo que proporciona propiedades adecuadas para la formación de películas. El

almidón de achira gelatiniza con agua a una temperatura de 65 °C, determinada

por DSC. Estas propiedades indican un potencial de aplicación industrial además

de los usos tradicionales en el área alimenticia.

La estabilidad térmica del almidón de achira se determinó por análisis

termogravimétrico, indicando que la estructura es estable hasta 250°C. La

descomposición térmica del almidón sigue una cinética de primer orden

caracterizada por una energía de activación de 176 kJ/mol.

Se estudió la gelatinización térmica de almidón de achira en presencia de otros

plastificantes con posibilidades de formar enlaces de hidrógeno con las moléculas

de amilosa y amilopectina. Se encontró que, para glicerina, la temperatura de

gelatinización aumentaba con respecto al agua en 58 °C. Esto es explicado por el

mayor tamaño molecular y diferencias en viscosidad que afectan la difusión de la



molécula dentro del gránulo. Igualmente, la glicerina presenta un carácter menos

polar que igualmente tiene un efecto sobre la compatibilidad con los polisacáridos.

Este efecto se reflejó igualmente con etilenglicol el cual tiene un tamaño menor que

la glicerina y produjo un aumento en la temperatura de gelatinización de 49 °C con

respecto al agua. Este hecho requiere un estudio más amplio que actualmente se

está adelantando al interior del grupo de investigación.

Las películas de almidón preparadas por colada “casting”, se caracterizan por una

alta fragilidad. El uso de glicerol en la formulación, les impartió a las películas mayor

flexibilidad con un aumento significativo de la deformación a ruptura y una

disminución en el módulo de tensión. El efecto plastificante de la glicerina se explica

por la formación de puentes de hidrógeno con los grupos hidroxilo de las moléculas

de amilosa y amilopectina, el aumento del volumen libre y su baja volatilidad.

Igualmente se encontró una correlación entre el grado de cristalinidad de las

películas y su comportamiento mecánico. En películas sin plastificante, solamente

con el agua de equilibrio, la cristalinidad fue del 25% y se redujo al 15% con la

adición de glicerina.

El ácido cítrico produce un efecto de plastificación y estabilización de las películas

con glicerina. Uno de los cambios más notorios son la reducción en el proceso de

recristalización que afecta el comportamiento mecánico de las películas. La

inclusión de hasta 24% de ácido cítrico en las formulaciones, presentó un grado de

cristalinidad de 15% después de un año de preparada la película, comparada con

22% de la formulación sin este compuesto. La presencia de grupos carbonilo e

hidroxilo en el ácido cítrico, aumenta la posibilidad de formación de puentes de

hidrógeno con la amilosa evitando la recristalización. El efecto plastificante y de

estabilización se reflejó también en las propiedades mecánicas, donde la inclusión

del ácido cítrico aumento la deformación y redujo el esfuerzo en el punto de rotura.

Conclusiones 67

El uso de lactosuero aumenta el potencial de aplicación de películas de almidón en

la industria de alimentos, debido a su carácter proteico. Aumenta el carácter

biodegradable de las películas a pesar de la modificación con plastificantes como

glicerina y ácido cítrico. El lactosuero por sí mismo, forma películas con

características mecánicas muy débiles lo que dificulta su uso en forma aislada, la

adición de almidón genera películas con propiedades mecánicas más fuertes,

aunque menores a las de las películas de almidón.

Se prepararon películas de almidón de achira, lactosuero, glicerina y ácido cítrico

desde soluciones acuosas. Se observaron buenas características filmogénicas,

con películas de mayor opacidad a medida que aumenta el contenido de

lactosuero. Mecánicamente, las películas con relaciones lactosuero/almidones

menores a 1/8 presentan propiedades mecánicas comparables a las de las

películas preparadas usando solamente glicerina y agua, pero presentan mayor

estabilidad de las propiedades con el paso del tiempo.

Una de las propiedades más importantes de las películas para uso alimenticio está

en su permeabilidad al vapor de agua. La permeabilidad al vapor de agua de

películas almidón/glicerina presentó un valor de 1.4x10-9 g/(m s Pa). Esta

permeabilidad se mantuvo aproximadamente estable con la adición de ácido cítrico,

pero se aumentó más del 30% en el sistema que incluía el lactosuero. Las proteínas

que componen el lactosuero se caracterizan por ser altamente hidrófilas y

adicionalmente pueden aumentar los espacios de difusión en las películas al

interactuar con las moléculas del almidón. Estos valores deben ser tenidos en

cuenta cuando se proyecten las aplicaciones de las películas.



3.2 Recomendaciones

Es importante caracterizar más profundamente el almidón, cuantificando el

contenido fosfolípidos, grado de polimerización y ramificación de los polisacáridos,

explorar otros métodos para cuantificación de amilosa y microdureza de los

gránulos.

La gelatinización de almidones y su posterior retrogradación ha sido ampliamente

estudiada, pero quedan vacíos en el conocimiento, especialmente los relacionados

con el efecto de solventes diferentes al agua. Esto representa una oportunidad de

investigación que debe ser valorada.

Es importante evaluar además de glicerol, otros plastificantes como sorbitol, xilitiol,

1,3-propanodiol y otros, que puedan aportar otras prestaciones a las películas.

En el presente estudió se utilizó proteína obtenida por microfiltración. Se

recomienda realizar estudios comparativos con proteína obtenida por intercambió

iónico ya que esto cambia la proporción de componentes menores que pueden

tener efecto en los resultados.

El ácido cítrico presenta una alternativa adecuada para la preparación de películas

comestibles de almidón y lactosuero. Sin embargo, puede ocasionar, por su

carácter ácido, hidrólisis en el almidón y cambios en la solubilidad de la proteína.

Se sugiere estudiar estos posibles efectos y su influencia en las propiedades de la

película.

Conclusiones 69

Con el fin de estandarizar la estabilidad de las películas, es recomendable iniciar

un estudio que determine la evolución de las propiedades mecánicas con respecto

al tiempo, y compararlas con mediciones de cristalinidad.

Es recomendable explorar técnicas más precisas para evaluar la permeabilidad de

las películas tanto al vapor de agua, como a otros componentes como dióxido de

carbono, acetileno y oxígeno.

Se recomienda iniciar investigaciones para la producción de películas a mayor

escala usando métodos de procesamiento continuos como tape casting.

A. Anexo: pH de suspensiones

Tabla 19. pH de suspensiones filmogénicas.

Muestra pH 0% AC Gly 5.9

6% AC Gly 2.31 WPI 6.15

1/8 WPI/Almidón 6.55 2/8 WPI/Almidón 6.70

4/8 WPI/Almidón 6.65 1/8 WPI/Almidón AC 3.81

2/8 WPI/Almidón AC 3.84 4/8 WPI/Almidón AC 3.82

Las suspensiones de almidón se encuentran al 8%, se adiciono glicerina en 30% p/p con

respeto al almidón. Ácido cítrico (AC) con concentración del 6% respecto al almidón. WPI

hace referencia a la suspensión de proteína al 8%p/p en agua, con adición de glicerina

en 30% p/p con respeto a la proteína. Finalmente se muestra el incremento del contenido

de WPI en relación al almidón sin AC y con adición de este.

Bibliografía

[1] J. C. Bocanegra Ospina, S. J. Cadavid Zúñiga, C. A. Cifuentes Hospicio, J. H.

Giraldo Herrera y J. E. Varón Santamaria, «Plan prospectivo para minimizar el

impacto ambiental que producen los hidrocarburos (petróleo) en colombia al año

2016,» 2013. [En línea]. Available:

http://repository.unad.edu.co/bitstream/10596/2493/12/1122126272.pdf. [Último

acceso: 29 agosto 2017].

[2] B. Ospina y H. Ceballos, La Yuca en el Tercer Milenio: Sistemas Modernos de

Producción, Procesamiento, Utilización y Comercialización, Cali: CIAT, 2002, p.

29.

[3] Bioplastics Information Research & Solutions, «BPI bioplasticsinfo,» 2014. [En

línea]. Available: http://bioplasticsinfo.com/starch-based-plastic/companies-

working-on-starch-based-plastics/. [Último acceso: 20 marzo 2016].

[4] H. B. León Molina, Caracterización térmica, morfológica y determinación de las

propiedades de resistencia a la tensión de mezclas de polivinil alcohol (PVOH) y

almidón de yuca, Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de

Ingeniería, Departamento de Mecánica, 2011.

[5] D. P. Navia-Porras, A. A. Ayala-Aponte y H. S. Villada-Castillo, «Efecto de la

gelatinización de la harina de yuca sobre las propiedades mecánicas de

biplásticos.,» Rev.Bio.Agro, vol. 13, nº 1, pp. 38-44, 2015.

[6] V. Dias-Alves, S. Mali, A. Beléia y M. V. Grossmann, «Effect of glycerol and

amylose enrichment on cassava starch films properties,» Journal of Food

Engineering, vol. 78, nº 3, p. 941–946, 2007.

[7] A. Cova, A. Sandoval, E. Laredo y A. Müller, «Efecto plastificante y anti-

plastificante del agua en sistemas a base de almidón,» Suplemento de la Revista

Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, vol. S2, nº 1, pp. 45-46, 2009.



[8] T. Karbowiak, H. Hervet, L. Léger, D. Champion, F. Debeaufort y A. Voilley, «Effect

of Plasticizers (Water and Glycerol) on the Diffusion of a Small Molecule in Iota-

Carrageenan Biopolymer Films for Edible Coating Application,»

Biomacromolecules, vol. 7, nº 6, p. 2011–2019, 2006.

[9] G. Ayala, R. Vargas y A. Agudelo, «Influence of Glycerol and Temperature on the

Rheological Properties of Potato Starch Solutions.,» International Agrophysics, vol.

28, nº 3, pp. 261-268, 2014.

[10] O. H. Pardo, W. A. Aperador y W. M. Sanabria, «Efecto de la modificación del

almidón de arracacha y la concentración del plastificante sobre las propiedades

mecánicas de películas biodegradables,» Prospectiva, vol. 10, nº 1, pp. 37- 43,

2012.

[11] F. H. Otey y R. P. Westhoff.U.S.A Patente US4133784 A, 1979.

[12] J. Juansang, C. Puttanlek, V. Rungsardthong, S. Puncha-arnon, W. Jiranuntakul y

D. Uttapap, «Pasting properties of heat–moisture treated canna starches using

different plasticizers during treatment,» Carbohydrate Polymers, vol. 122, pp. 152-

159, 2015.

[13] H. Molavi, S. Behfar, M. A. Shariati, M. Kaviani y S. Atarod, «A review on

biodegradable starch based film,» The Journal of Microbiology, Biotechnology and

Food Sciences, vol. 5, nº 4, pp. 456-461, 2015.

[14] D. Tapia-Blácido, «Preparation and characterization of amaranth flour biofilms.,»

Brazil, 2003.

[15] L. Avérous y P. J. Halley, «Biocomposites based on plasticized starch.,» Biofuels,

Bioprod. Bioref., nº 3, p. 329–343, 2009.

[16] O. J. Medina V., O. H. Pardo C. y C. A. Ortiz M., «Caracterización de películas de

almidón modificado de arracacha y su eventual aplicación como empaque de

alimentos.,» Revista De La Facultad De Química Farmacéutica, vol. 12, nº 2, pp.

186-196, 2012.

[17] M. G. Enríquez-Collazos, R. Velasco-Mosquera, A. Fernandez-Quintero, L. M.

Palacios y D. J. Ruales-Madroñero, «Desarrollo de un biomaterial a partir de

almidón modificado de yuca, agente antimicrobiano y plastificante,» Biotecnología

en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, vol. 11, nº 2, pp. 111-120, 2013.

Bibliografía 75

[18] Á. L. Santana y M. A. A. Meireles, «New Starches are the Trend for Industry

Applications: A Review,» Food and Public Health, vol. 4, nº 5, pp. 229-241, 2014.

[19] M. F. Valero-Valdivieso, Y. Ortegón y Y. Uscategui, «Biopolymers: progress and

prospects,» Dyna, vol. 181, nº 80, pp. 171-180, 2013.

[20] J. Seminario, Raíces andinas : contribuciones al conocimiento y a la capacitación,

Lima: Centro Internacional de la Papa (CIP), 2004.

[21] S. Leovasut, D. Uttapap y C. Puttanlek, «Effect of gelatinization temperature and

time on properties of edible Canna starch films formed by solvent casting

tecnique,» KMUTT Research and Development Journal, vol. 31, nº 4, pp. 733-748,

2008.

[22] M. M. Andrade Mahecha, D. R. Tapia-Blácido y F. C. Menegalli, «Development

and optimization of biodegradable films based on achira flour,» Carbohydrate

Polymers, vol. 88, nº 2, p. 449–458, 2011.

[23] H. Hafnimardiyanti, M. Armin y M. Martalius, «Edible Film Making of Starch Canna

Tuber (Canna Edulis Kerr) and Aplication to Packaging Galamai,» International

Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology, vol. 4, nº

3, pp. 177-180, 2013.

[24] M. M. Andrade-Mahecha, F. M. Pelissari, D. R. Tapia-Blacido y F. C. Menegalli,

«Efecto de la Incorporación de Nanocelulosa en las Propiedades de Películas de

Almidón de Achira (Canna indica L.).,» de II Jornadas Internacionales sobre

Avances en la Tecnología de Películas y Coberturas Funcionales en Alimentos -

Agrobio Envases, Buenos Aires, 2010.

[25] S. Santacruz, K. Koch, E. Svensson, J. Ruales y A.-C. Eliasson, «Three

underutilised sources of starch from the Andean region in Ecuador Part I. Physico-

chemical characterisation,» Carbohydrate polymers, vol. 49, p. 63–70, 2002.

[26] K. Thitipraphunkul, D. Uttapap, K. A. Piyachomkwan y Y. Takeda, «A comparative

study of edible canna (Canna edulis) starch from different cultivars. Part I.

Chemical composition and physicochemical properties,» Carbohydrate Polymers,

vol. 53, nº 3, pp. 317-324, 2003a.

[27] S. Arias, H. García, D. Gélvez y J. Pulido, «Caracterización fisicoquímica y

determinación de parámetros de calidad del almidón de achira. En: CORPOICA

Almidón de Achira: Producción y usos en panifación industrial.,» Programa

Nacional de Maquinaria y Poscosecha de Corpoica., pp. 51-61, 1998.



[28] S. Santa Cruz, «Characterisation of starches isolated from Arracacha xanthorriza,

Canna edulis and Oxalis tuberosa and extracted from potato leaf.,» Uppsala,

Sweden., 2004.

[29] C. Biliaderis y B. Juliano, «Thermal and mechanical properties of concentrated rice

starch gels of varying composition.,» Food Chemistry, nº 48, p. 243–250, 1993.

[30] G. Rodríguez B, «Concepción de un modelo de agroindustria rural para la

elaboración,» Colombia, 2003.

[31] E. Olsson, M. S. Hedenqvist, C. Johansson y L. Järnström, «Influence of citric acid

and curing on moisture sorption, diffusion and permeability of starch films,»

Carbohydrate Polymers, vol. 94, p. 765–772, 2013.

[32] N. Reddy y Y. Yang, «Citric acid cross-linking of starch films,» Food Chemistry, vol.

118, nº 3, p. 702–711, 2009.

[33] D. Granda-Restrepo, Y. Medina-Pineda, M. Culebras-Rubio y C. Gómez-Clari,

«Desarrollo y caracterización de una película activa biodegradable con

antioxidantes (alfa-tocoferol) a partir de las proteínas del lactosuero,» Vitae, vol.

21, nº 1, pp. 11-19, 2014.

[34] Ó. L. Ramos, J. C. Fernandes, S. I. Silva, M. E. Pintado y F. X. Malcata, «Edible

Films and Coatings from Whey Proteins: A Review on Formulation, and on

Mechanical and Bioactive Properties,» Critical Reviews in Food Science and

Nutrition, vol. 52, nº 6, pp. 533-552, 2012.

[35] S. Yoo y J. M. Krochta, «Whey protein–polysaccharide blended edible film

formation and barrier, tensile, thermal and transparency properties,» Journal of the

Science of Food and Agriculture, vol. 91, p. 2628–2636, 2011a.

[36] S. Yoo y J. M. Krochta, «Starch–methylcellulose–whey protein film properties,»

International Journal of Food Science and Technology, vol. 47, p. 255–261, 2011b.

[37] E. Basiak, S. Galus y A. Lenart, «Characterisation of composite edible films based

on wheat starch and whey-protein isolate,» International Journal of Food Science

and Technology, vol. 50, nº 2, pp. 372-380, 2015.

[38] V. M. Azevedo, S. V. Borges, J. M. Marconcini, M. I. Yoshida, A. R. S. Neto, T. C.

Pereira y C. F. G. Pereira, «Effect of replacement of corn starch by whey protein

isolate in biodegradable film blends obtained by extrusion,» Carbohydrate

Polymers, vol. 157, pp. 971-980, 2017b.

Bibliografía 77

[39] Y. M. Márquez Hernández, «Formulación y caracterización de recubrimientos

comestibles a base de proteína de suero de leche y almidones modificados,»

Universidad Autónoma de Querétaro, Santiago de Querétaro, México, 2010.


Pereira y C. F. G. Pereira, «Optical and structural properties of biodegradable

whey protein isolate nanocomposite films for active packaging,» International

Journal of Food Properties, vol. 20, nº 2, pp. 1869-1878, 2017a.

[41] B. O. Juliano, «A Simplified Assay for Milled-Rice Amylose,» Cereal Science

Today, vol. 16, pp. 334-360, 1971.

[42] H. M.-v. d. Kamer y P. Maas, «The Cannaceae of the world,» BLUMEA, vol. 53, p.

247–318, 2008.

[43] M. Lobo-Arias, C. I. Medina-Cano, J. D. Grisales-Arias, A. F. Yepes-Agudelo y J. A.

Álvarez-Guzmán, «Caracterización y evaluación morfológicas de la colección

colombiana de achira, Canna edulis Ker Gawl. (Cannaceae).,» Corpoica Ciencia y

Tecnología Agropecuaria, vol. 18, nº 1, pp. 47-73, 2017.

[44] D. W. Gade, «Achira, the Edible Canna, Its Cultivation and Use in the Peruvian

Andes,» Economic Botany, vol. 20, nº 4, pp. 407-415, 1966.

[45] M. M. Andrade-Mahecha, F. M. Pelissari, D. R. Tapia-Blácido y F. C. Menegalli,

«Achira as a source of biodegradable materials: Isolation and characterization of

nanofibers,» Carbohydrate Polymers, vol. 123, pp. 406-415, 2015.

[46] K. Imai, «Edible Canna:A Prospective Plant Resource from South America,»

Japanese Journal of Plant Science, vol. 2, nº 2, pp. 46-53, 2008.

[47] S. Puncha-arnon, C. Puttanlek, V. Rungsardthong, W. Pathipanawat y D. Uttapap,

«Changes in physicochemical properties and morphology of canna starches during

rhizomal development,» Carbohydrate Polymers, vol. 70, nº 2, pp. 206-217, 2007.

[48] T. Noda, S. Takigawa, C. Matsuura-Endo, S.-J. Kim, N. Hashimoto, H. Yamauchi, I.

Hanashiro y Y. Takeda, «Physicochemical properties and amylopectin structures of

large, small, and extremely small potato starch granules,» Carbohydrate Polymers,

vol. 60, nº 2, pp. 245-251, 2005.

[49] S. Pérez, P. M. Baldwin y D. J. Gallant, «Structural Features of Starch Granules I,»

de Starch (Third Edition), San Diego, In Food Science and Technology, Academic

Press, 2009, pp. 149-188.



[50] A. M. McPherson y J. Jane, «Comparision of waxy potato with other root and tuber

starches,» Carbohydrates Polymers, vol. 40, pp. 57-70, 1999.

[51] M. M. Andrade‐Mahecha, D. R. Tapia‐Blácido y F. C. Menegalli, «Physical–

chemical, thermal, and functional properties of achira (Canna indica L.) flour and

starch from different geographical origin,» Starch/Stärke, vol. 64, p. 348–358,

2012b.

[52] S. Srichuwong, T. C. Sunarti, T. Mishima, N. Isono y M. Hisamatsu, «Starches from

different botanical sources I: Contribution of amylopectin fine structure to thermal

properties and enzyme digestibility,» Carbohydrate Polymers, vol. 60, nº 4, pp.

529-538, 2005a.

[53] X. Lan, S. Xie, J. Wu, F. Xie, X. Liu y Z. Wang, «Thermal and enzymatic

degradation induced ultrastructure changes in canna starch: Further insights into

short-range and long-range structural orders,» Food Hydrocolloids, vol. 58, pp.

335-342, 2016.

[54] P. Pineda‐Gómez, N. C. Angel‐Gil, C. Valencia‐Muñoz, A. Rosales‐Rivera y M. E.

Rodríguez‐García, «Thermal degradation of starch sources: Green banana, potato,

cassava, and corn – kinetic study by non‐isothermal procedures,» Starch/Stärke,

vol. 66, pp. 7-8, 2014.

[55] P. L. Soni, H. Sharma, H. C. Srivastava y M. Gharia, «Physicochemical Properties

of Canna edulis Starch — Comparison with Maize Starch,» Starch - Stärke, vol. 42,

nº 12, p. 460 – 464, 1990.

[56] O. Inatsu, «Edible canna starch. I,» Journal of Japanese Society for Starch

Science, vol. 30, pp. 38-47, 1983.

[57] S. N. Moorthy, L. Andersson, A. Eliasson, S. Santacruz y J. Ruales,

«Determination of Amylose Content in Different Starches Using Modulated

Differential Scanning Calorimetry,» Starch - Stärke, vol. 58, nº 5, p. 209–214, 2006.

[58] J. Jay-lin, «Structural Features of Starch Granules II,» de Starch (Third Edition),

San Diego, In Food Science and Technology, Academic Press, 2009, pp. 193-227.

[59] N. Liu y W. Fan, «Critical consideration on the Freeman and Carroll method for

evaluating global mass loss kinetics of polymer thermal degradation,»

Thermochimica Acta, vol. 338, nº 1-2, pp. 85-94, 1999.

Bibliografía 79

[60] R. Soares, A. Lima, O. R.V.B., A. Pires y V. Soldi, «Thermal degradation of

biodegradable edible films based on xanthan and starches from different sources,»

Polymer Degradation and Stability, vol. 90, nº 3, pp. 449-454, 2005.

[61] L. S. Guinesi, A. L. da Róz, E. Corradini, L. H. C. Mattoso, E. d. M. Teixeira y A. A.

da S. Curvelo, «Kinetics of thermal degradation applied to starches from different

botanical origins by non-isothermal procedures,» Thermochimica Acta, vol. 447, nº

2, pp. 190-196, 2006.

[62] ASTM-International, ASTM E1641-16, 2016.

[63] A. C. Ren Lim, B. L. Fui Chin, Z. Abbas Jawad y K. Ling Hii, «Kinetic Analysis of

Rice Husk Pyrolysis Using Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) Method,» Procedia

Engineering, pp. 1247-1251, 2016.

[64] X. Liu, L. Yu, F. Xie, M. Li, L. Chen y X. Li, «Kinetics and mechanism of thermal

decomposition of cornstarches with different amylose/amylopectin ratios,»

Starch/Stärke , vol. 62, pp. 139-146, 2010.

[65] G. Ayala Valencia, A. C. Agudelo Henao y R. A. Vargas Zapata, «Comparative

study and characterization of starches isolated from unconventional tuber

sources,» J Polym Eng, vol. 32, nº 8-9, p. 531–537, 2012.

[66] C. G. Biliaderis, «Structural Transitions and Related Physical Properties of Starch,»

de Starch (Third Edition), San Diego, In Food Science and Technology, Academic

Press, 2009, pp. 293-372.

[67] M. Hirashima, R. Takahashi y K. Nishinari, «Effects of adding acids before and

after gelatinization on the viscoelasticity of cornstarch pastes,» Food Hydrocolloids,

vol. 19, nº 5, pp. 909-914, 2005.

[68] T. Yamada, Y. Morimoto y M. Hisamatsu, «Effect of citric acid on potato starch

gelatinization.,» starch/starke, vol. 38, nº 8, pp. 264-268, 1986.

[69] A. M. Campbell y A. M. Briant, «Wheat starch pastes and gels containing citric acid

and sucrose.,» Journal of Food Science, vol. 22, nº 4, pp. 358-366, 1957.

[70] S. Li, Y. Wei, Y. Fang, W. Zhang y B. Zhang, «DSC study on the thermal properties

of soybean protein isolates/corn starch mixture,» Journal of Thermal Analysis and

Calorimetry, vol. 115, nº 2, p. 1633–1638, 2014.

[71] L. M. Bonnaillie, P. Qi, E. Wickham y P. M. Tomasula, «Enrichment and Purification

of Casein Glycomacropeptide from Whey Protein Isolate Using Supercritical



Carbon Dioxide Processing and Membrane Ultrafiltration,» Foods, vol. 3, pp. 94-

109, 2014.

[72] S. Goodall, A. S. Grandison, P. J. Jauregi y J. Price, «Selective Separation of the

Major Whey Proteins Using Ion Exchange Membranes,» Journal of Dairy Science,

vol. 91, nº 1, p. 1–10, 2008.

[73] M. J. Santos, J. A. Teixeira y L. R. Rodrigues, «Fractionation of the major whey

proteins and isolation of β-Lactoglobulin variants by anion exchange

chromatography,» Separation and Purification Technology, vol. 90, pp. 133-139,

2012.

[74] M. Britten y Y. Pouliot, «Characterization of whey protein isolate obtained from milk

microfiltration,» Le Lait, INRA Editions, vol. 76, nº 3, pp. 255-265, 1996.

[75] Neelima, R. Sharma, Y. S. Rajput y B. Mann, «Chemical and functional properties

of glycomacropeptide (GMP) and its role in the detection of cheese whey

adulteration in milk: a review,» Dairy Science & Technology, vol. 93, nº 1, p. 21–43,

2013.

[76] A. L. Zydney, «Protein Separations Using Membrane Filtration: New Opportunities

for Whey Fractionation,» International Dairy Journal, vol. 8, nº 3, pp. 243-250,

1998.

[77] R. R. d. C. Shelly y J. M. Lagarriga, Productos lácteos: tecnología, 1ª ed. ed.,

España: Univ. Politèc. de Catalunya, 2004.

[78] D. E. Chatterton, G. Smithers, P. Roupas y A. Brodkorb, «Bioactivity of β-

lactoglobulin and α-lactalbumin—Technological implications for processing,»

International Dairy Journal, vol. 16, nº 11, pp. 1229-1240, 2006.

[79] K. Dangaran y J. M. Krochta, «Chapter 6. Whey Protein Films and Coatings,» de

Whey Processing, Functionality and Health Benefits, C. I. O. a. P. J. Huth, Ed.,

John Wiley & Sons, Inc, 2008, pp. 133-167.

[80] A. Noisuwan, J. Bronlund, B. Wilkinson y Y. Hemar, «Effect of milk protein products

on the rheological and thermal (DSC) properties of normal rice starch and waxy

rice starch,» Food Hydrocolloids, vol. 22, nº 1, pp. 174-183, 2008.

[81] H. Vu Dang, C. Loisel, A. Desrumaux y J. Doublier, «Rheology and microstructure

of cross-linked waxy maize starch/whey protein suspensions,» Food Hydrocolloids,

vol. 23, nº 7, pp. 1678-1686, 2009.

Bibliografía 81

[82] Y. -Y. Chen, A. E. Mcpherson, M. Radosavijevic, V. Lee, K. -S. Wong y J. Jane,

«Effects of starch chemical structures on gelatinization and pasting properties.,»

Żywność. Technologia. Jakość, vol. 4, nº 17, pp. 63-70, 1998.

[83] L. Hansen, D. Jackson, R. Wehling, J. Wilson y R. Graybosch, «Functionality of

native tetraploid wheat starches: Effects of waxy loci alleles and amylose

concentration in blends,» Journal of Cereal Science, vol. 52, nº 1, pp. 39-45, 2010.

[84] A. Smits, P. Kruiskamp, J. J. van Soest y F. Vliegenthart, «Interaction between dry

starch and plasticisers glycerol or ethylene glycol, measured by differential

scanning calorimetry and solid state NMR spectroscopy,» Carbohydrate Polymers,

vol. 53, nº 4, pp. 409-416, 2003.

[85] J. Juansang, C. Puttanlek, V. Rungsardthong, S. Puncha-arnon, W. Jiranuntakul y

D. Uttapap, «Pasting properties of heat–moisture treated canna starches using

different plasticizers during treatment,» Carbohydrate Polymers, vol. 122, pp. 152-

159, 2015.

[86] T. Ploypetchara, P. Suwannaporn, C. Pechyen y S. Gohtani, «Retrogradation of

Rice Flour Gel and Dough: Plasticization Effects of Some Food Additives,» Cereal

Chemistry, vol. 92, nº 2, pp. 198-203, 2015.

[87] Y. Jiugao, W. Ning y M. Xiaofei, «The Effects of Citric Acid on the Properties of

Thermoplastic Starch Plasticized by Glycerol,» Starch/Stärke, vol. 57, p. 494–504,

2005.

[88] C. E. Lupano, «Effect of Heat Treatments in Very Acidic Conditions on Whey

Protein Isolate Properties,» Journal of Dairy Science, vol. 77, nº 8, pp. 2191-2198,

1994.

[89] S. M. Fitzsimons, D. M. Mulvihill y E. R. Morris, «Denaturation and aggregation

processes in thermal gelation of whey proteins resolved by differential scanning

calorimetry,» Food Hydrocolloids, vol. 21, nº 4, pp. 638-644, 2007.

[90] B. Y. Xiang, M. O. Ngadi, M. V. Simpson y L. A. Ochoa-Martinez, «Effect of pulsed

electric field on structural modification and thermal properties of whey protein

isolate,» de CSBE/SCGAB 2008 Annual Conference North Vancouver, British

Columbia, 2008.

[91] A. Rindlav-Westling, M. Stading, A.-M. Hermansson y P. Gatenholm, «Structure,

mechanical and barrier properties of amylose and amylopectin films,»

Carbohydrate Polymers, vol. 36, nº 2-3, pp. 217-224, 1998.



[92] H. M. Azeredo y K. W. Waldron, «Crosslinking in polysaccharide and protein films

and coatings for food contact – A review,» Trends in Food Science & Technology,

vol. 52, pp. 109-122, 2016.

[93] R. Shi, Z. Zhang, Q. Liu, Y. Han, L. Zhang, D. Chen y W. Tian, «Characterization of

citric acid/glycerol co-plasticized thermoplastic starch prepared by melt blending,»

Carbohydred Polymers, vol. 69, nº 4, pp. 748-755, 2007.

[94] C. Menzel, E. Olsson, T. Plivelic, R. Andersson, C. Johansson, R. Kuktaite, L.

Järnström y K. Koch, «Molecular structure of citric acid cross-linked starch films.,»

Carbohydrate Polymers, vol. 96, nº 1, p. 270–276, 2013.

[95] A. M. Zain, A. Kahar y N. Noriman, «Chemical-Mechanical Hydrolysis Technique of

Modified Thermoplastic Starch for Better Mechanical Performance,» Procedia

Chemistry, vol. 19, pp. 638-645, 2016.

[96] P. González Seligra, C. M. Jaramillo, L. Famá y S. Goyanes, «Biodegradable and

non-retrogradable eco-films based on starch–glycerol with citric acid as

crosslinking agent,» Carbohydrate Polymers, vol. 138, pp. 66-74, 2016.

[97] B. Khan, M. B. Khan Niazi, A. Hussain y Z. Jahan, «Influence of Carboxylic Acids

on Mechanical Properties of Thermoplastic Starch by Spray Drying,» Fibers and

Polymers, vol. 18, nº 1, pp. 64-73, 2017.

[98] D. Jagadeesh, B. P. Kumar, P. Sudhakara, C. V. Prasad, A. V. Rajulu y J. I. Song,

«Preparation and Properties of Propylene Glycol Plasticized Wheat Protein Isolate

Novel Green Films,» Journal of Polymers and the Environment, vol. 21, nº 4, p.

930–936, 2013.

[99] G. F. Mehyar y A. A. Bawab, «Resistance to moist conditions of whey protein

isolate and pea starch biodegradable films and low density polyethylene

nondegradable films: a comparative study,» Materials Science and Engineering,

vol. 92, p. 012013, 2015.

[100] K. Khwaldia, C. Perez, S. Banon, S. Desobry y J. Hardy, «Milk Proteins for Edible

Films and Coatings,» Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 44, nº 4,

pp. 239-251, 2004.

[101] V. Machado Azevedo, M. Vilela Dias, S. Vilela Borges, R. V. de Barros Fernandes,

E. Keven Silva, É. A. Medeiros y N. d. F. Ferreira Soares, «Optical and structural

properties of biodegradable whey protein isolate nanocomposite films for active

Bibliografía 83

packaging,» International Journal of Food Properties, vol. 20, nº 2, pp. 1869-1878,

2017a.


Pereira y C. F. G. Pereira, «Effect of replacement of corn starch by whey protein

isolate in biodegradable film blends obtained by extrusion,» Carbohydrate

Polymers, vol. 157, pp. 971-980, 2017b.

[103] X. Lian, S. Zhao, Q. Liu y X. Zhang, «A photographic approach to the possible

mechanism of retrogradation of sweet potato starch,» International Journal of

Biological Macromolecules, vol. 48, nº 1, pp. 125-128, 2011.

[104] Å. Rindlav-Westling, M. Stading y P. Gatenholm, «Crystallinity and Morphology in

Films of Starch, Amylose and Amylopectin Blends,» Biomacromolecules, vol. 3, nº

1, p. 84–91, 2002.

[105] P. Forssell, R. Lahtinen, M. Lahelin y M. P., «Oxygen permeability of amylose and

amylopectin films,» Carbohydrate Polymers, vol. 47, nº 2, pp. 125-129, 2002.

[106] J. Jane, Y. Y. Chen, L. F. Lee, A. E. McPherson, K. S. Wong, M. Radosavljevic y T.

Kasemsuwan, «Effects of Amylopectin Branch Chain Length and Amylose Content

on the Gelatinization and Pasting Properties of Starch,» Cereal Chemistry, vol. 76,

nº 5, p. 629–637, 1999.

[107] E. Bertoft, «Understanding Starch Structure: Recent Progress,» Agronomy, vol. 7,

nº 3, p. 56, 2017.

[108] K. Thitipraphunkul, D. Uttapap, K. A. Piyachomkwan y Y. Takeda, «A comparative

study of edible canna (Canna edulis) starch from different cultivars. Part II.

Molecular structure of amylose and amylopectin,» Carbohydrate Polymers, vol. 54,

nº 4, pp. 489-498, 2003b.

[109] K. Zhang, F. Cheng, Y. Lin, M. Zhou y P.-x. Zhu, «Effect of hyperbranched

poly(trimellitic glyceride) with different molecular weight on starch plasticization and

compatibility with polyester,» Carbohydrate Polymers, vol. 195, pp. 107-113, 2018.

[110] J. J. van Soest, H. Tournois, D. de Wit y J. F. Vliegenthart, «Short-range structure

in (partially) crystalline potato starch determined with attenuated total reflectance

Fourier-transform IR spectroscopy,» Carbohydrate Research, vol. 279, pp. 201-

214, 1995.



[111] Y. Zhang y C. Rempel, «Retrogradation and Antiplasticization of Thermoplastic

Starch,» Thermoplastic Elastomers, pp. 117-134, 2012.

[112] A. P. Mathew y A. Dufresne, «Plasticized waxy maize starch: Effect of polyols and

relative humidity on material properties,» Biomacromolecules, vol. 3, nº 5, p. 1101–

1108, 2002.

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