Películas biodegradables de almidón de tunta reforzadas con nanocristales de almidón: obtención, caracterización y tratamiento con radiación ultravioleta

Abstract

La tunta es la papa amarga deshidratada mediante técnicas ancestrales de congelación descongelación y secados naturales en los Andes peruanos. La papa amarga se caracteriza por su alto contenido de glicoalcaloides, que la tornan no apta para el consumo humano. En este proyecto se evaluó el efecto del tiempo de irradiación ultravioleta (UV) sobre las propiedades fisicoquímicas, mecánicas, ópticas, de barrera, morfológicas, estructurales y de desintegración de películas elaboradas con una dispersión formadora de película (DFP) a base de almidón de tunta Ocucuri negra (Solanum curtilobum), que fue reforzada con nanocristales obtenidos por hidrólisis ácida de la misma fuente botánica (tunta Ocucuri negra). Se aplicó un diseño factorial categórico con dos factores: concentración de nanocristales (NC) (3 niveles: 5, 10 y 20 p/p de almidón) y tiempo de irradiación (UV) (4 niveles: 0, 10, 20 y 30 minutos). Las películas fueron elaboradas por el método de casting, utilizando glicerol como agente plastificante, y secadas en estufa con convección de aire forzado. Se empleó un análisis de varianza (ANOVA) multifactorial para evaluar el efecto de los factores y su combinación sobre las variables respuestas, y posteriormente una prueba de diferencia mínima significativa (LSD) para estimar diferencias significativas entre las medias (p < 0,05). La aplicación de irradiación UV aumentó la barrera al vapor de agua (PVA), aumentó la resistencia a la tracción de las películas, y disminuyó el porcentaje de desintegración hasta en 1.2 por ciento comparada con el control. Por otro lado, la incorporación de nanocristales a la matriz polimérica aumentó la resistencia a la tracción, disminuyó la elasticidad, PVA, luminosidad y transparencia de las películas. La combinación de ambos factores modificó las propiedades fisicoquímicas (humedad, hinchamiento, solubilidad) y ópticas (L*, WI, YI) de las películas en comparación a la muestra control, que no se le aplicó ningún tratamiento. Se puede concluir que la incorporación de NC combinado con la irradiación UV modifica significativamente algunas propiedades físico-mecánicas y porcentaje de desintegración de las películas, por lo que se sugiere su posible uso como empaque biodegradable para alimentos.Tunta is the dehydrated bitter potato obtained by ancestral techniques of freezing-thawing and natural drying process in the Andean region of Peru. The bitter potato is characterized by its high glycoalkaloids content, which become it not suitable for human consumption. This project aimed to evaluate the effect of UV-irradiation time on the physical-chemical, mechanical, optical, barrier, morphological, structural and disintegrability properties of films prepared with a film-forming dispersion (FFD) based on tunta starch cultivar Ocucuri negra (Solanum curtilobum), which was reinforced with nanocrystals obtained by acidic hydrolysis from the same botanical source (tunta Ocucuri negra). A categorical factorial design with two factors was applied: nanocrystals content (NC) (3 levels: 5, 10 and 20 w/w of starch) and irradiation time (UV) (4 levels: 0, 10, 20 and 30 minutes). The films were produced by the casting method, using glycerol as a plasticizer, and dried in a forced air oven. A multifactorial analysis of variance (ANOVA) was used to evaluate the effect of each factor and its combination on the responses, and later a least significant difference (LSD) test was used to estimate significant differences amongst the means (p < 0,05). The UV-irradiation increased the water vapor permeability barrier (WVP), increased the tensile strength of the films, and decreased the percentage of disintegration by up to 1.2 percent compared to control sample. On the other hand, the nanocrystals incorporation within the polymeric matrix increased the tensile strength, reduced the films’ elasticity, WVP, luminosity and transparency. The combination of both factors modified the physical-chemical (moisture, swelling, solubility) and optical (L*, WI, YI) properties of the films as compared with the control sample, which was not treated. It can be inferred that the NC incorporation combined with UV-irradiation significantly modifies some physical-mechanical and disintegrability properties of the films, suggesting their possible use as a biodegradable food packaging.