Descargar - Observatorio del Plástico
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1. Rutenberg MW Solarek D Starch derivatives Production and uses En Whistler RL BeMiller JN Paschall EF editores Starch Chemistry and Technology 2 edici n New York USA Academic Press 1984 p 311 366 13 Zamudio Flores PB Vargas Torres A P rez Gonzalez J Bosquez Molina E Bello P rez LA Films prepared with oxidized banana starch Mechanical and barrier properties Starch Starke 58 274 2006 14 Zamudio Flores PB Vargas Torres A Salgado Delgado R Bello P rez LA Influence of the oxidation and acetylation of banana starch on the mechanical and water barrier properties of modified starch and modified starch chitosan blend films J Appl Polym Sci 115 991 2010 15 Nair SB Jyothi AN Sajeev MS Misra R Rheological mechanical and moisture sorption characteristics of cassava starch konjac glucomanann blend films Starch Starke 63 728 2011 16 Flores G mez Y S nchez Rivera MM Romero Bastida C Gonz lez Soto RA Bello P rez LA Solorza Feria J Rheology of film forming solution prepared with modified banana starch and plasticizer En The XV International Congress on Rheology 2008 17 Hoover R Hughes T Chung HJ Liu Q Composition molecular structure properties and modification of pulse starches Food Res Int 43 399 2010 18 Bello P rez LA S nchez Rivera MM N ez Santiago C Rodriguez Ambriz SL Rom n Guti rrez AD Effec2. 1 4 Dentro de estos materiales destacan el almid n y la quitina como los biopol meros m s abundantes despu s de la celulosa 4 El almid n presenta la propiedad de ser un material termopl stico el cual se caracteriza porque a ciertas temperaturas y bajo un determinado esfuerzo cortante los gr nulos se funden y fluyen adoptando la forma del recipiente que los contiene con lo cual es factible realizar pel culas biodegradables Mientras que el quitosano la forma desacetilada de la quitina presenta adem s de la propiedad anterior la capacidad de ser un material antimicrobiano 5 Como un paso previo a la realizaci n de las pel culas biodegradables de estos materiales es necesario elaborar lo que se conoce como la soluci n formadora de pel cula o tambi n llamada soluci n filmog nica la cual se define como una dispersi n que contiene un material biopol mero que ha sido sometido a un tratamiento t rmico en presencia de ciertos plastificantes sustancias de bajo peso molecular La soluci n filmog nica es la etapa previa antes de convertirse en pel cula por lo que es de suma importancia realizar su caracterizaci n reol gica para conocer los par metros que nos indiquen la viscosidad La finalidad de lo anterior es que al vaciar la soluci n esta se esparza de manera uniforme sobre la superficie del soporte que contendr la pel cula y para el dise o de las operaciones unitarias en el procesamiento 6 De acuerdo con
3. 26 Lafargue D Lourdin D Doublier J L Film forming properties of a modified starch x carrageenan mixture in relation to its rheological behaviour Carbohydr Polym 70 101 2007 27 Chenite A Buschmann M Wang D Chaput C Kandani N Rheological characterisation of thermogelling chitosan glycerol phosphate solutions Carbohydr Polym 46 39 2001 28 Chambon F Winter HH Linear viscoelasticity at the gel point of a crosslinking PDMS with imbalanced stoichiometry J Rheol 31 683 1987 29 Winter HH Chambon F Analysis of linear viscoelasticity of crosslinking polymer at gel point J Rheol 30 367 1986 30 Tang Y F Du Y M Hu XW Shi X W Kennedy JF Rheological characterization of a novel thermosenstive chitosan poly vinyl alcohol blend hydrogel Carbohydr Polym 67 491 2007 31 Silva Weiss A Bifani V Ihl M Sobral PJA G mez Guill n MC Structural properties of films and theology of film forming solutions based on chitosan and chitosan starch blend enriched with murta leaf extract Food Hydrocolloids 31 458 2013 32 Wu H Liu C Chen J Chen Y Anderson DP Chang PR Oxidized pea starch chitosan composite films Structural characterization and properties J Appl Polym Sci 118 3082 2010 303 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena 33 Bo
4. Nu ez Santiago et al 7 la ley de potencia representa una ecuaci n importante para definir las variables reol gicas en la caracterizaci n de dispersiones de almid n en agua Las principales variables del modelo de ley de potencia son el ndice de consistencia k y el ndice de comportamiento de flujo n 8 El almid n en su estado nativo estado natural o que no ha sufrido ning n tipo de modificaci n presenta ciertos inconvenientes que limitan su aplicaci n a nivel industrial estas limitaciones se deben a su baja resistencia al esfuerzo cortante degradaci n t rmica alta retrogradaci n y sin resis 9 11 Para superar estas limitaciones y diversificar su aplicaci n se realizan modificaciones qu micas La oxidaci n es un m todo de modificaci n qu mica en el cual los grupos hidroxilo OH de los carbonos C2 C3 y C6 de la unidad anhidroglucosa del almid n pueden ser sustituidos por grupos funcionales carbonilo CHO o carboxilo COO 12 13 Esta modificaci n permite obtener pel culas con mejores propiedades mec nicas que las que se obtienen con el almid n nativo similares en propiedades mec nicas a los pl sticos sint ticos una vez que se mezclan con el quitosano para obtener pel culas compuestas 14 En la actualidad existen pocos estudios que reporten las propiedades reol gicas de soluciones filmog nicas en mezclas de biopol meros Recientemente Nair et al 15 reportaron la viscosidad aparente y las propieda
5. TS percentage elongation at break E and elastic modulus EM as mechanical properties The FFS flow curves showed non Newtonian type shear thinning behavior We used the Ostwald de Weale s model known as Power Law to determine the theological parameters of flow behavior index n and consistency index k The model fit was appropriate R gt 0 98 and all samples showed a flow behavior index less than 1 The k value decreased when the oxidation level was increased and this increased with chitosan was added in the formulations Mechanical properties indicated that TS and ME increased when the oxidation level and chitosan addition increased with no significant differences were observed in E The rheological characterization is a fundamental determination to know the viscosity of these solutions before they become films and provides a greater understanding of the structure function relationships in polymeric materials Keywords oxidation banana starch filmogenic solutions rheology degradable films chitosan INTRODUCCION Actualmente diversos grupos de investigaci n estan tratando de resolver la problem tica de la contaminaci n ambiental utilizando los materiales que se encuentran disponibles en la naturaleza y 293 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena que por tal raz n proceden de fuentes renovables siendo econ micos y seguros para el medio ambiente
6. ee o 40 00 p 30 00 a RR SFAO1 0 Esfuerzo cortante Pa 20 004 a6 A 10 00 99 A A SFAO0 5 Velocidad de corte sh Figura 1 Curvas de flujo para las soluciones formadoras de pel culas con almid n oxidado de avena al 0 5 SFAOO 5 1 0 SFAO1 0 y con 1 5 SFAO1 5 sin quitosano En las curvas de flujo Figuras 1 y 2 se observ una ligera curvatura hacia arriba a bajas velocidades de corte mostrando una alta viscosidad en esta regi n Este fen meno es descrito como 297 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena un esfuerzo de pseudo cedencia y es caracter stico de las suspensiones de almid n 25 26 1000 SFAO15Q 90 00 80 00 SFAO1 0Q 60 00 50 00 SFAO0 5Q 30 00 Esfuerzo cortante 20 00 10 00 D 500 0 1000 1500 2000 2500 3000 Velocidad de corte s Figura 2 Curvas de flujo para las soluciones formadoras de pel culas con almid n oxidado de avena al 0 5 SFAOO 5 1 0 SFAO1 0 y con 1 5 SFAO1 5 con la adici n de quitosano 0 5005 a a 0 450 a a 0 400 b c b b 0 350 0 300 0 250 0 200 0 150 0 100 0 050 0 000 o Ke SFP Figura 3 Variable reol gica de ndice de comportamiento de flujo n de las soluciones formadoras de pel culas SFP determinados a 25 C Media aritm tica de tres repeticiones barras de error est n
7. los l quidos desciende notoriamente al aumentar la temperatura 009000 003000 di SFAOO 5 BAS 006000 uN a amp opso00 E i SFAO1 0 004000 men ee a a a a gt 003000 Vea SFAO1 5 g 25 30 35 40 45 50 55 60 Temperatura C Figura 5 Resultado de viscosidad aparente realizado a una velocidad de corte de 200 s desde la temperatura ambiente 25 C hasta la temperatura de vaciado en la placa Petri 60 C para la formaci n de la pel cula Chenite et al 27 reportaron en un estudio realizado para caracterizar reol gicamente mediante pruebas din micas oscilatorias en mezclas de quitosano con PB glicerol fosfato que 300 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena durante el calentamiento 5 70 C existi un r pido incremento en el m dulo de almacenamiento G a la temperatura de 37 C debido a la temperatura de gelaci n del quitosano lo cual es consistente con el cambio de viscosidad encontrado en nuestro estudio Efecto del nivel de oxidaci n y la adici n de quitosano en las propiedades mec nicas de las pel culas El efecto del nivel de oxidaci n y la adici n de quitosano en las propiedades mec nicas de las pel culas obtenidas de las SFP se observa en la Figura 6 Las propiedades mec nicas analizadas fueron la tensi n a la fractura TF el m dulo de elasticidad ME y el porcenta
8. menor en comparaci n con las muestras anteriores sin que se observaran diferencias significativas entre SFAO1 0Q y el resto de las soluciones SFAO1 5 y SFAO1 5Q Chenite et al 27 reportaron un valor n 0 48 el cual est de acuerdo con los an lisis reportados por Chambon y Winter 28 y Winter y Chambon 29 los cuales son valores similares a los reportados en esta investigaci n Valor k Pa s g SN bss SFP _ Figura 4 Variable reol gica de ndice de consistencia k de las soluciones formadoras de peliculas SFP determinados a 25 C Media aritm tica de tres repeticiones barras de error est ndar Valores con letras diferentes indican diferencias significativas p lt 0 05 Para detalles de las nomenclaturas ver Tabla 1 Efecto del nivel de oxidaci n y la adici n de quitosano en el ndice de consistencia k Como se puede apreciar en la Figura 4 a medida que aument el nivel de oxidaci n se observ una disminuci n en el ndice de consistencia el cual est relacionado con la viscosidad de las SFP Sin embargo con la adici n de quitosano aument significativamente el comportamiento anterior Esto se debi a la mayor viscosidad del quitosano datos no mostrados en comparaci n con las mezclas de almid n oxidado quitosano Se ha reportado que el quitosano posee una estructura qu mica policati nica que le permite establecer enlaces por enlaces de hidr geno dependiendo del
9. pH del medio en el cual se solubiliza 30 Por consiguiente se pudo realizar una interacci n qu mica entre el quitosano y los grupos carboxilo COO presentes en los almidones oxidados lo cual repercuti 299 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena en un aumento en el ndice de comportamiento de flujo 31 32 Efecto de la temperatura en las soluciones formadoras de pel culas SFP Al realizar el barrido de temperatura en las SFP de los almidones durante un tiempo de 180 s se observ una ligera disminuci n de la viscosidad en funci n de la temperatura Figura 3 Esta determinaci n fue importante para conocer la viscosidad puntual que presentan las SFP a temperatura ambiente 25 C y a mayores temperaturas 60 C antes de vaciarse en las placas Petri para formar la pel cula La disminuci n de la viscosidad al incrementar la temperatura no fue significativa p gt 0 05 en las SFP con el mayor nivel de oxidaci n SFAO1 0 y SFAO1 5 mientras que en la SFAOO 5 se observ una disminuci n significativa a bajas temperaturas 25 38 C indicando una mayor dependencia de la viscosidad en esta soluci n formadora de pel cula Lo anterior en t rminos generales indic que no se presentaron cambios apreciables en la viscosidad en funci n de la temperatura en las SFP con el mayor nivel de oxidaci n aunque la viscosidad de
10. tensi n a la fractura TF porcentaje de elongaci n E y m dulo de elasticidad ME Las curvas de flujo de SFP mostraron un comportamiento no Newtoniano del tipo corte adelgazante Se utiliz el modelo de ley de potencia para determinar los par metros reol gicos de ndice de comportamiento de flujo n e ndice de consistencia k El ajuste del modelo result adecuado R gt 0 98 y todas las muestras presentaron un ndice de comportamiento de flujo menor de 1 El valor k disminuy conforme se aument el nivel de oxidaci n y aument con la adici n de quitosano en las formulaciones Las propiedades mec nicas indicaron que TF y ME incrementaron al aumentar el nivel de oxidaci n y la adici n de quitosano sin que se observaran diferencias significativas en porcentaje de elongaci n La caracterizaci n reol gica es una determinaci n fundamental para conocer la viscosidad de estas soluciones antes de que se conviertan en pel culas y proporciona una mayor comprensi n de la relaci n estructura funci n en los materiales polim ricos Palabras clave oxidaci n almid n de avena soluciones formadoras de pel cula reolog a pel culas degradables quitosano ABSTRACT Rheological characterization was done with filmogenic forming solutions FFS of oxidized oat starches 0 5 1 0 and 1 5 w v with sodium hypochlorite and their blends with chitosan With FFS were elaborated films which were evaluated for tensile strength
11. Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena SOLUCIONES FORMADORAS DE PEL CULA A BASE DE ALMID N OXIDADO DE AVENA MEZCLADAS CON QUITOSANO CARACTERIZACI N REOL GICA Y PROPIEDADES MEC NICAS DE SUS PEL CULAS Paul Baruk Zamudio Flores Luis Eduardo Garc a Amezquita Arturo Ramos Mart nez Juan Manuel Tirado Gallegos Luis Arturo Bello P rez Ren Salgado Delgado 1 Centro de Investigaci n en Alimentaci n y Desarrollo A C Unidad Cuauht moc Fisiolog a y Tecnolog a de Alimentos de la Zona Templada Avenida R o Conchos s n Parque Industrial Apartado postal 781 C P 31570 Ciudad Cuauht moc Chihuahua M xico 2 Centro de Desarrollo de Productos Bi ticos del Instituto Polit cnico Nacional km 8 5 carretera Yautepec Jojutla Col San Isidro C P 62731 Yautepec Morelos M xico 3 Posgrado Departamento de Ingenier a Qu mica y Bioqu mica Instituto Tecnol gico de Zacatepec Calzada Tecnol gico 27 Zacatepec Morelos M xico Correo electr nico pzamudio Ociad mx Enviado Abril de 2013 Aceptado Septiembre 2013 RESUMEN Se realiz una caracterizaci n reol gica con soluciones formadoras de pel culas SFP de almidones oxidados 0 5 1 0 y 1 5 p v con hipoclorito de sodio de avena y de sus respectivas mezclas con quitosano Con las SFP se elaboraron pel culas a las cuales se les evaluaron los propiedades mec nicas de
12. amientos de flujo se analizaron mediante el empleo del modelo ley de potencia o ky 1 donde o es el esfuerzo cortante Pa y es la velocidad de corte s k es el ndice de consistencia Pa s y nes el indice de comportamiento de flujo adimensional Adicionalmente se realizaron experimentos de corte a diferentes temperaturas 25 65 C utilizando una velocidad de corte de 200 s Se utiliz una trampa con una capa delgada de aceite mineral para evitar la evaporaci n del agua durante las mediciones Se realizaron tres determinaciones para cada tipo de SFP Elaboraci n de las pel culas Para la preparaci n de las pel culas se utiliz el m todo propuesto por Zamudio Flores et al 13 Para detalles de la nomenclatura utilizada en las formulaciones de las pel culas v ase la Tabla 1 Evaluaci n de las propiedades mec nicas de las pel culas Se evaluaron la tensi n a la fractura TF porcentaje de elongaci n E y el m dulo de elasticidad ME para la determinaci n de las propiedades mec nicas en las pel culas Las determinaciones se realizaron de acuerdo con la norma ASTM 882 95a 20 utilizando un textur metro TAXT Plus Stable Micro Systems 296 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena Surrey UK dotado con el software Exponent lite versi n 4 0 con una celda de carga de 30 kg de acuerdo a la me
13. cosidad de estas soluciones antes de que se conviertan en pel culas y proporciona una mayor comprensi n de la relaci n estructura funci n en los materiales polim ricos Agradecimientos Los autores agradecen a Jessica Madrid Salazar y Ana Karen Hern ndez Jim nez por su asistencia t cnica Uno de los autores Juan Manuel Tirado Gallegos agradece la beca otorgada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnolog a de M xico CONACYT El presente trabajo fue financiado por el CONACYT y el Gobierno del Estado de Chihuahua a trav s del proyecto FOMIX n mero CHIH 2009 C02 126281 BIBLIOGRAF A 1 Bosquez Molina E Guerrero Legarreta I Vernon Carter E Moisture barrier properties and morphology of mesquite gum candelilla wax based edible emulsion coatings J Food Res Int 36 885 2003 2 Kokoszka S Debeaufort F Hambleton A Lenart A Voiley A Protein and glycerol contents affect physico chemical properties of soy protein isolate based edible films Innovat Food Sci Emerg Technol 11 503 2010 3 Shao C Yang C Wang X Luo P Characterization of soy protein celery composite paper sheet Rheological behavior mechanical and heat sealing properties J Appl Polym Sci 125 255 2012 4 Tharanathan RN Biodegradable films and composite coatings past present and future Trends Food Sci Technol 14 71 2003 5 Zhong Y Song X Li F Antimicrobial physical and mechanical properties of
14. dar Valores con letras diferentes indican diferencias significativas p lt 0 05 Para detalles de las nomenclaturas ver Tabla 1 Valor n Efecto del nivel de oxidaci n y la adici n de quitosano en el ndice de comportamiento de flujo n En todas las formulaciones se observaron valores de n lt 1 por lo que pueden clasificarse como un comportamiento del tipo corte adelgazante conocido como pseudopl stico 298 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena sin que se observaran diferencias significativas p gt 0 05 cuando se adicion el quitosano Figura 3 Los valores obtenidos de n para las muestras SFANA SFANAQ SFAOO 5 y SFAO0 5Q no difirieron de manera significativa entre s indicando una mayor estabilidad en el comportamiento pseudopl stico mientras que el valor n de las soluciones formadoras de pel culas SFAO1 0 y SFAO1 0Q fue ligeramente
15. des reol gicas din micas de mezclas de almid n de cassava y glucomanana konjac empleando la metodolog a de 294 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena superficie de respuesta en las pel culas A pesar de que se han realizado estudios con soluciones filmog nicas de almid n nativo y oxidado de pl tano a trav s de pruebas oscilatorias amplitud y frecuencia y barridos de temperatura 16 al momento no se han reportado estudios en mezclas que empleen almid n oxidado de avena y quitosano El objetivo del presente estudio consisti en realizar una caracterizaci n reol gica en soluciones formadoras de pel culas con almidones oxidados de avena y quitosano para comprender las propiedades de flujo de las mezclas de estos biopol meros y evaluar las propiedades mec nicas de sus pel culas visualizando su posible aplicaci n como materiales de empaques biodegradables PARTE EXPERIMENTAL Materia prima Se utilizaron lotes de 2 kg de granos de avena Avena sativa L cv Bach niva descascarillados en estado seco maduro procedentes de Canad los cuales se adquirieron de la compa a Avenas del Norte S A de C V ubicada en Ciudad Cuauht moc Chihuahua M xico Se emple quitosano Sigma Aldrich Alemania con un grado de desacetilaci n del 75 85 viscosidad de 200 800 cps y de peso molecular medio de acuerdo con
16. dirlau R Teac C A Spiridon I Tudorachi N Effects of chemical modification on the structure and mechanical properties of starch based biofilms Monatsh Chem 143 335 2012 34 Hu G Chen J Gao J Preparation and characteristics of oxidized potato starch films Carbohydr Polym 76 291 2009 35 Lopez OV Garcia MA ZaritzkyNE Film forming capacity of chemically modified corn starches Carbohydr Polym 73 573 2008 36 Qiu L Hu F Peng Y Structural and mechanical characteristics of films using modified corn starch by the same two chemical processes used in different sequences Carbohydr Polym 91 590 2013 304 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013
17. je de elongaci n E En la propiedad mec nica de TF se observ un aumento gradual a medida que aument el nivel de oxidaci n 8 15 MPa para el nivel de oxidaci n de 0 5 hasta 13 12 MPa para el nivel de oxidaci n de 1 5 mientras que en la propiedad mec nica ME este incremento fue m s pronunciado desde 40 69 MPa para la formulaci n de pel cula PANA hasta 95 48 MPa para la pel cula PAO1 5Q observ ndose diferencias significativas en todas las pel culas a excepci n de las formulaciones PAOO0 5Q y PAO1 0 p gt 0 05 40 N o a S gt a 60 E a As S Q fom 2 ly gt SFP Figura 6 Propiedades mec nicas de tensi n a la fractura TF m dulo de elasticidad ME y elongaci n E en las pel culas Valores promedio de cinco repeticiones barras de error est ndar Letras min sculas iguales en los valores promedio no son significativamente diferentes p gt 0 05 En la variable E se observaron disminuciones significativas a medida que increment el nivel de oxidaci n sin que se observaran cambios con la adici n de quitosano presentando valores que oscilaron desde 40 58 hasta 23 85 Los valores encontrados en este estudio son similares a los reportados recientemente en otros trabajos de pel culas de almidones modificados qu micamente 33 36 y en pel culas compuestas de almidones quitosano 31 y almidones 301 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamerica
18. kudzu starch chitosan composite films as a function of acid solvent types Carbohydr Polym 84 335 2011 6 P rez Gallardo A Bello P rez LA Garc a Almend rez B Montejano Gaitan G Barbosa C novas G Regalado C Effect of structural characteristics of modified waxy corn starches on rheological properties film forming solutions and on water vapor permeability solubility and opacity of films Starch Stdrke 64 27 2012 7 Nu ez Santiago MC M ndez Montealvo MG del C Solorza Feria J Introducci n a la Reologia 1 edici n M xcio D F M xico Instituto Polit cnico Nacional 2001 Cap 2 302 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena 8 Steffe JF Rheological Methods in the Food Process Engineering Michigan USA Freeman Press 1992 9 Bentancur Ancona D Chel Guerrero L Canizares Hern ndez E Acetylation and characterization of Canavalia ensiformis starch J Agric Food Chem 45 378 1997 10 Rivas Gonz lez M Zamudio Flores PB Bello P rez LA Effect of the acetylation degree on the morphological and physicochemical characteristics of banana starch Rev Mex Ing Qu m 8 291 2009 11 Singh NS Singh N Characteristics of acetylated starches prepared using starches separated from different rice cultivars J Food Eng 70 117 2005 12
19. la ficha t cnica de Sigma Aldrich El glicerol 98 pureza y todos los dem s reactivos utilizados fueron de grado anal tico y se adquirieron de la compa a Sigma Aldrich Toluca Estado de M xico M xico Obtenci n de la harina y aislamiento del almid n Para la obtenci n de la harina se utiliz el m todo de la molienda h meda reportado por Hoover et al 17 El aislamiento del almid n nativo sin ning n tipo de modificaci n se realiz utilizando la metodolog a propuesta por Bello P rez et al 18 con algunas modificaciones Oxidaci n del almid n Una vez obtenido el almid n nativo de avena se realiz una modificaci n qu mica por medio de una oxidaci n con hipoclorito de sodio a tres diferentes concentraciones de cloro activo 0 5 1 0 y 1 5 p v utilizando el procedimiento reportado por Wang y Wang 19 Elaboraci n de las soluciones formadoras de pel culas SFP Se elaboraron SFP con los tipos de almid n nativo y oxidado Cada soluci n se form utilizando un contenido de 4 de almid n 2 de glicerol y el resto con agua destilada para formar lotes de 100 g Despu s de elaborada la mezcla se someti a un calentamiento y a agitaci n en placa Corning PC 620D monitoreando la temperatura y la agitaci n cada 5 minutos hasta llegar a una temperatura de 90 C Se disolvi quitosano en una soluci n de cido ac tico al 10 v v para trabajar con una concentraci n fija de quitosano al 3 p v y se adicio
20. n a las SFP en una relaci n de 1 1 v v Para la nomenclatura utilizada v ase la Tabla 1 295 Rev Iber Pol meros 14 6 293 304 2013 Revista Iberoamericana de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena Tabla 1 Nomenclatura utilizada para la identificaci n de las soluciones formadoras de pel culas SFP y para las pel culas Muestra SFP Pel cula Almid n nativo de avena SFANA PANA Almid n nativo de avena con quitosano SFANAQ PANAQ Almid n de avena oxidado al 0 5 SFAOO 5 PAOO 5 Almid n de avena oxidado al 0 5 con SFAO0 5Q PAOO 5Q quitosano Almid n de avena oxidado al 1 0 SFAO1 0 PAO1 0 Almid n de avena oxidado al 1 0 con SFAO1 0Q PAO1 0Q quitosano Almid n de avena oxidado al 1 5 SFAO1 5 PAO1 5 Almid n de avena oxidado al 1 5 con SFAO1 5Q PAO1 5Q quitosano An lisis reol gico de las SFP Las SFP se dejaron enfriar a una temperatura ambiente 25 3 C para evaluar su comportamiento reol gico mediante pruebas de corte en estado estable utilizando un re metro AR 1500ex TA Instruments Ltd New Castle DE USA equipado con un sistema Peltier para el control de la temperatura Se utiliz la geometr a de placas paralelas con una geometr a circular de acero inoxidable de 60 mm de di metro y un gap de 500 um Las pruebas reol gicas en estado estable se realizaron a velocidades de corte desde 0 1 a 1 000 s Los comport
21. na de Pol meros Volumen 14 6 Noviembre de 2013 Zamudio et al Almid n oxidado de avena modificados por oxidaci n acetilaci n mezcladas con quitosano 14 En general la adici n de quitosano provoc un aumento en la TF y ME de todas las formulaciones indicando una interacci n qu mica entre el quitosano y los distintos niveles de oxidaci n del almid n Existen algunas publicaciones que respaldan el argumento de la interacci n existente entre los grupos carbonilos y carboxilos del almid n oxidado con los grupos aminos del quitosano los cuales refuerzan la estructura de la pel cula 14 32 CONCLUSIONES Todas las formulaciones presentaron un comportamiento del tipo no Newtoniano conocido como corte adelgazante 6 pseudopl stico El modelo conocido como Ley de Potencia fue adecuado para describir el comportamiento reol gico de todas las soluciones La adici n de quitosano en las formulaciones aument de manera significativa la variable de ndice de consistencia sin que se afectara de manera significativa el ndice de comportamiento de flujo No se observaron cambios apreciables en la viscosidad en funci n de la temperatura en las SFP con el mayor nivel de oxidaci n Las propiedades mec nicas TF y ME incrementaron al aumentar el nivel de oxidaci n y la adici n de quitosano sin que se observaran diferencias significativas en E La caracterizaci n reol gica es una determinaci n fundamental para conocer la vis
22. t of the pearled in the isolation and the morphological physicochemical and theological characteristics of barley starch Carbohydr Polym 81 63 2010 19 Wang YJ Wang L Physicochemical properties of common and waxy corn starches oxidized by different levels of sodium hypochlorite Carbohydr Polym 53 207 2003 20 Norma ASTM 882 95a Standard Test Methods for Tensile Properties of thin Plastic Sheeting New York USA American Society for Testing and Materials 1995 21 Zamudio Flores PB Bautista Bafios S Salgado Delgado R Bello P rez LA Effect of oxidation level on the dual modification of banana starch The mechanical and barrier properties of its films J Appl Polym Sci 112 822 2009 22 Fox E Shotton K Ulrich C Sigma Stat Manual de usuario versi n 2 1 para Windows 95 NT y 3 1 USA Jandel Scientific Co 1995 23 Walpole ER Myers HR Myers LS Probabilidad y estad stica para ingenieros 6 edici n M xico Prentice Hall Hispanoamericana 1999 24 Guerra DellaValle D S nchez Rivera MM Zamudio Flores PB M ndez Montealvo G Bello P rez LA Effect of chemical modification type on physicochemical and rheological characteristics of banana starch Rev Mex Ing Qu m 8 197 2009 25 Giboreau A Cuvelier G Launay B Rheological behavior of 3 biopolymer water systems with emphasis on yield stress and viscoelastic properties J Text Stud 25 119 1994
23. todolog a reportada por Zamudio Flores et al 21 Se realizaron cinco repeticiones de cada formulaci n de pel cula An lisis estad stico Los experimentos se realizaron en un dise o completamente aleatorizado Se aplic una an lisis de varianza de una v a ANOVA al nivel de significancia del 5 a 0 05 utilizando el programa estad stico SigmaStat para Windows versi n 2 03 22 y cuando se encontraron diferencias estad sticas se aplic la prueba de comparaci n m ltiple de Tukey 23 RESULTADOS Y DISCUSI N Curvas de flujo Todas las soluciones formadoras de pel cula SFP mostraron un comportamiento no Newtoniano en el cual la relaci n entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte no se mantiene constante a medida que aumenta la velocidad de corte Figuras 1 y 2 Esto indic que la viscosidad disminuy cuando aument la velocidad de corte este comportamiento se define como corte adelgazante o pseudopl stico el cual se produce cuando el esfuerzo desorganiza el arreglo de las macromol culas dentro de una matriz estructural 24 El modelo de ley de potencia result adecuado para ajustar los datos experimentales R gt 0 98 Para observar el efecto de la adici n de quitosano en los diferentes niveles de oxidaci n se muestran los comportamientos de flujo de SFP de los almidones oxidados Figura 1 y de SFP con la adici n de quitosano Figura 2 100 0 70 004 o Mido SFAOLS 50 00 2 ee f E
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