Bio-plásticos de polímeros a partir de fuentes renovables

  • Diana Baigts Allende Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Universidad de las Américas, San Andrés Cholula, Puebla, México https://orcid.org/0000-0001-6728-5141
  • Alexa Pérez Alva Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Universidad de las Américas, San Andrés Cholula, Puebla, México https://orcid.org/0000-0001-8156-0365
  • María Sandoval Haro Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Universidad de las Américas, San Andrés Cholula, Puebla, México
  • Adriana Sorroza Martínez Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Universidad de las Américas, San Andrés Cholula, Puebla, México
  • Jorge Metri Ojeda Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Universidad de las Américas, San Andrés Cholula, Puebla, México https://orcid.org/0000-0002-7333-3688
Palabras clave: galactomanano, quitosano, alginato de sodio

Resumen

Los biopolímeros son útiles en la industria por sus propiedades elásticas y su carácter sustentable en el reemplazo de polímeros no renovables. En este artículo se elaboraron y caracterizaron bioplásticos utilizando quitosano (CH), alginato de sodio (SA) y galactomanano (GAL) a partir de insectos (Hermetia illucens), algas pardas (Macrocystis pyrifera) y semillas (Leucaena leucocephala), respectivamente. La estructura de los
biopolímeros se observó por espectroscopía de infrarrojo (FTIR) y se caracterizó en viscosidad a diferentes concentraciones, y los bioplásticos desarrollados se caracterizaron en color y propiedades mecánicas (textura). Los resultados fueron comparados con muestras estándar (comerciales). Los espectros de FTIR confrmaron la presencia de la estructura típica (huella) de los polímeros obtenidos. El SA mostró una viscosidad signifcativamente mayor en todas las concentraciones comparado con el estándar y los otros polímeros. La fuerza de los bioplásticos fue similar entre CH, SA y GAL para todas las concentraciones; únicamente SA (0,5%) demostró una mayor fuerza que el estándar. Para las mediciones de color, los valores de matiz indicaron colores rojo-amarillento y el croma aumentó proporcionalmente a la concentración de polímero. Las propiedades observadas sugieren que estas fuentes sustentables son una alternativa para la producción de bioplásticos y podría mejorarse su funcionalización por interacciones moleculares para su aplicación en diferentes sectores industriales.

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Citas

Albuquerque, P.B., Cerqueira, M.A., Vicente, A.A., Teixeira, J.A. and Carneiroda-Cunha, M.G., 2017. Immobilization of bioactive compounds in Cassia grandis galactomannan-based films: influence on physicochemical properties. In: International Journal of Biological Macromolecules, 96, pp.727-735.

Almeida Filho, L.C., de Souza, T.M., Tabosa, P.M., Soares, N.G., Rocha-Bezerra, L.C., Vasconcelos, I.M. and Carvalho, A.F., 2016. Trypsin inhibitor from Leucaena leucocephala seeds delays and disrupts the development of Aedes aegyptia multiple-disease vector. In: Pest Management Science, 73(1), pp.181–187.

Caligiani, A., Marseglia, A., Leni, G., Baldassarre, S., Maistrello, L., Dossena, A. and Sforza, S., 2018. Composition of black soldier fly prepupae and systematic approaches for extraction and fractionation of proteins, lipids and chitin. In: Food Research International, 105, pp.812-820.

Chávez, M., Buenrostro, J. and Aguilar, C., 2019. Handbook of research on food science and technology: Volume 3: Functional foods and nutraceuticals. Ontario: Apple Academy Press. ISBN: 9780429487828.

Chee, S., Wong, P. and Wong, C., 2010. Extraction and characterisation of alginate from brown seaweeds (Fucales, Phaeophyceae) collected from Port Dickson, Peninsular Malaysia. In: Journal of Applied Phycology, 23(2), pp.191 196.

De’Nobili, M.D., Soria, M., Martinefski, M.R., Tripodi, V.P., Fissore, E.N. and Rojas, A.M., 2016. Stability of L-(+) ascorbic acid in alginate edible films loaded with citric acid for antioxidant food preservation. In: Journal of Food Engineering, 175, pp.1-7.

Fernández, J.G. and Ingber, D.E., 2014. Manufacturing of large‐scale functional objects using biodegradable chitosan bioplastic. In: Macromolecular Materials and Engineering, 299(8), pp.932-938.

Ferreira, A., Alves, V. and Coelhoso, I., 2016. Polysaccharide-based membranes in food packaging applications. In: Membranes, 6(2), pp.1-17.

Galus, S. and Lenart, A., 2013. Development and characterization of composite edible films based on sodium alginate and pectin. In: Journal of Food Engineering, 115(4), pp.459–465.

Gomez, C.G., Lambrecht, M.V.P., Lozano, J.E., Rinaudo, M. and Villar, M.A., 2009. Influence of the extraction purification conditions on final properties of alginates obtained from brown algae (Macrocystis pyrifera). In: International Journal of Biological Macromolecules, 44(4), pp.365-371.

Jussen, D., Sharma, S., Carson, J.K. and Pickering, K.L., 2019. Preparation and tensile properties of guar gum hydrogel films. In: Polymers and Polymer Composites, 27(7), pp.1-6.

Mikkonen, K., Heikkila, M., Hélen, H., Hyvonen, L. and Tenkagen, M., 2010. Spruce galactoglucomannan films show promising barrier properties. In: Carbohydrate Polymers, 79(4), pp.1107-1112.

Mittal, N., Mattu, P. and Kaur, G., 2016. Extraction and derivatization of Leucaena leucocephala (Lam.) galactomannan: Optimization and characterization. In: International Journal of Biological Macromolecules, 92, pp.831–841.

Moura, J.M., Farias, B.S., Rodrigues, D.A.S., Moura, C.M., Dotto, G.L. and Pinto, L.A.A., 2015. Preparation of chitosan with different characteristics and its application for biofilms production. In: Journal of Polymers and the Environment, 23(4), pp.470–477.

Popa, E., Gomes, M. and Reis, R., 2011. Cell delivery systems using alginatecarrageenan hydrogel beads and fibers for regenerative medicine applications. In: Biomacromolecules, 12(11), pp.3952-3961.

Revathi, T. and Thambidurai, S., 2017. Synthesis of chitosan incorporated neem seed extract (Azadirachta indica) for medical textiles. In: International Journal of Biological Macromolecules, 104, pp.1890-1896.

Román-Cortés, N., del Rosario García-Mateos, M., Castillo-González, A.M., Sahagún- Castellanos, J. and Jiménez Arellanes, M.A., 2014. Nutritional components and antioxidants of two species of guaje (Leucaena spp.): an underutilized traditional resource. In: Revista Chapingo Serie Horticultura, 20(2), pp.157-170.

Song, Y.S., Kim, M.W., Moon, C., Seo, D.J., Han, Y.S., Jo, Y.H., Noh, M.Y., Park, Y.K., Kim, S.A., Kim, Y.W. and Jung, W.J., 2018. Extraction of chitin and chitosan from larval exuvium and whole body of edible mealworm, Tenebrio molitor. In: Entomological Research, 48(3), pp.227-233.

Souza, V.G.L., Fernando, A.L., Pires, J.R.A., Rodrigues, P.F., Lopes, A.A. and Fernandes, F.M.B., 2017. Physical properties of chitosan films incorporated with natural antioxidants. In: Industrial Crops and Products, 107, pp.565-572.

Verlinden, R.A.J., Hill, D.K., Kenward, M.A., Williams, C.D. and Radecka, I., 2007. Bacterial synthesis of biodegradable polyhydroxyalkanoates. In: Journal of Applied Microbiology, 102(6), pp.1437-1449.

Vox, G., Santagata, G., Malinconico, M., Immirzi, B., Mugnozza, G.S. and Schettini, E., 2013. Biodegradable films and spray coatings as eco-friendly alternative to petro-chemical derived mulching films. In: Journal of Agricultural Engineering, 44(2S), pp.221-225.

Wool, R. and Sun, X., 2005. Bio-Based polymers and composites. 1st ed. San Diego: Elsevier. ISBN: 0-12-763952-7

Zubia, M., Payri, C. and Deslandes, E., 2008. Alginate, mannitol, phenolic compounds and biological activities of two range-extending brown algae, Sargassum mangarevense and Turbinaria ornata (Phaeophyta: Fucales), from Tahiti (French Polynesia). In: Journal of Applied Phycology, 20(6), pp.1033-1043.

Publicado
2019-12-12
Sección
Artículos