Agrociencia ISSN: 1405-3195 [email protected] Colegio de Postgraduados México

Zamudio-Flores, Paul B.; Bello-Pérez, Luis A.; Vargas-Torres, Apolonio; Hernández-Uribe, Juan P.; Romero-Bastida, Claudia A. CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE PELÍCULAS PREPARADAS CON ALMIDÓN OXIDADO DE PLÁTANO Agrociencia, vol. 41, núm. 8, 2007, pp. 837-844 Colegio de Postgraduados Texcoco, México

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CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE PELÍCULAS PREPARADAS CON ALMIDÓN OXIDADO DE PLÁTANO PARTIAL CHARACTERIZATION OF FILMS PREPARED WITH OXIDIZED BANANA STARCH Paul B. Zamudio-Flores, Luis A. Bello-Pérez, Apolonio Vargas-Torres, Juan P. Hernández-Uribe y Claudia A. Romero-Bastida Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del IPN. Km 8.5 Carretera Yautepec-Jojutla, Colonia San Isidro. 62731. Yautepec, Morelos, México. ([email protected])

RESUMEN

ABSTRACT

La elaboración de películas biodegradables de almidón es importante debido a los problemas de contaminación generados por el uso generalizado del polietileno. Se elaboraron películas

Manufacturing of biodegradable films from starch is important due to pollution problems caused by the widespread use of polyethylene. Films were made with oxidized banana starch

con almidón oxidado de plátano y glicerol usando la gelatinización térmica y vertido en placa; se evaluó el color, la solubilidad en agua y el comportamiento térmico de las películas. Los almidones oxidados presentaron mayor blancura que los nativos y este mismo patrón se observó en las películas elaboradas. Las películas presentaron valores altos de luminosidad L*

and glycerol using thermal gelatinization, and casting; an evaluation was made of the color, solubility in water and the thermal behavior of the films. The oxidized starches presented more whiteness than the native ones, and this same pattern was observed in the films that were made. The films presented high values of luminosity L* (93), increasing when the

(93), aumentando cuando los niveles de oxidación del almidón se incrementaron. La solubilidad en agua aumentó cuando la temperatura y el nivel de oxidación del almidón se incrementaron. Concentraciones altas de hipoclorito en la oxidación provocaron mayor despolimerización del almidón. La adición de aceite de girasol a la solución filmogénica produjo el valor más bajo de

oxidation levels of the starch increased. The solubility in water increased when the temperature and oxidation level of the starch increased. High concentrations of hypochlorite in the oxidation caused higher depolymerization of the starch. The addition of sunflower oil to the filmogenic solution produced the lowest value of solubility (17.6%), which can be associated

solubilidad (17.6%), el cual puede asociarse al carácter hidrofóbico del aceite. La adición de glicerol en las películas disminuyó la temperatura de transición vítrea (37.7 a 24.5 °C), lo que puede explicarse como un efecto plastificante. Las películas elaboradas con el almidón oxidado presentaron mayores valores de temperatura de fusión al aumentar la concentración de cloro. La entalpía (asociada al fenómeno de fusión) disminuyó (175.6 a 68.9 J g−1) al aumentar el nivel de oxidación del almidón. El

to the hydrophobic character of oil. The addition of glycerol in the films decreased the glass transition temperature (37.7 to 24.5 °C), which can be explained as a plasticizing effect. The films made with the oxidized starch presented higher values of fusion temperature as the concentration of chlorine increased. Enthalpy (associated with the phenomenon of fusion) decreased (175.6 to 68.9 J g−1) as the oxidation level of starch increased. Oxidized banana starch is an alternative for preparing films with potential as packing material.

almidón oxidado de plátano es una alternativa para preparar películas con potencial como material de empaque.

Key words: Plasticiser, water solubility, thermal variables. Palabras clave: Plastificante, solubilidad en agua, variables térmicas.

INTRODUCTION

P

INTRODUCCIÓN

lastic films are mainly used to extend the shelf life and quality of foods, given that they provide a barrier to oxygen, thus helping to prevent changes in aroma, flavor, appearance and texture characteristics. Biodegradable films often contain hydrophilic components such as proteins or polysaccharides. Under certain conditions of relative humidity (RH), these films provide good barrier properties for transmission of gases, but poor barrier properties for water vapor (Guilbert, 1986; Kester and Fennema, 1986). Various types of composed film and coatings have been reported that contain

L

as películas plásticas se usan principalmente para extender la vida de anaquel y la calidad de los alimentos ya que proporcionan una barrera al oxígeno, ayudando a prevenir los cambios de aroma, sabor, apariencia y las características de textura. Las películas biodegradables a menudo contienen componentes hidrofílicos como proteínas o polisacáridos. Recibido: Julio, 2006. Aprobado: Septiembre, 2007. Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 41: 837-844. 2007. 837

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Estas películas proveen, bajo ciertas condiciones de humedad relativa (HR), buenas propiedades de barrera de transmisión a los gases pero pobres propiedades de barrera al vapor de agua (Guilbert, 1986; Kester y Fennema, 1986). Se ha reportado varios tipos de películas y cubiertas compuestas que contienen una base de polisacárido (García et al., 2000; García et al., 2004; Mali et al., 2005). El almidón es la materia prima más usada en la elaboración de películas biodegradables, debido principalmente a que es renovable, barato, abundante y relativamente fácil de manejar (Lourdin et al., 1995). Las películas de almidón se usan principalmente para disminuir el intercambio gaseoso entre el medio ambiente y el alimento, más que retardar la pérdida de humedad debido a sus características hidrofílicas (Krochta y Mulder-Johnston, 1997). El carácter hidrofílico de estas películas les confiere un aspecto quebradizo causado por las altas fuerzas intermoleculares. Los plastificantes como glicerol, sorbitol, polietilen glicol, aumentan la flexibilidad de las películas debido a su capacidad para reducir los enlaces de hidrógeno internos entre las cadenas de los polímeros mientras aumentan el espacio molecular. Los plastificantes más usados en las películas de almidón son el sorbitol y el glicerol (Mali et al., 2005). Los almidones nativos se usan como materia prima para diferentes productos y se emplean en la industria de los alimentos debido a sus propiedades de espesamiento, gelificación y estabilizador de la textura (Thomas y Atwell, 1999). Se ha estudiado las propiedades funcionales, reológicas y fisicoquímicas de almidones de fuentes no convencionales (Hoover, 2001; Moorthy, 2002; Zhang et al., 2005). La utilización de almidones nativos tiene algunos inconvenientes debido a que las condiciones de procesamiento (temperatura, pH y presión) reducen su uso en aplicaciones industriales. El almidón nativo tiene una baja resistencia al esfuerzo de corte, baja descomposición, alta retrogradación y sinéresis. Estos inconvenientes pueden ser superados por la modificación del almidón (Fleche, 1985). El almidón oxidado se usa generalmente en las industrias papelera, textil y de alimentos para proveer propiedades de cubierta (Kuakpetoon y Wang, 2001). La aplicación del almidón oxidado en la industria de alimentos aumenta debido a su baja viscosidad, alta estabilidad, propiedades enlazantes y de formación de películas. El uso de almidón oxidado de plátano con mayor blancura, mezclado con un plastificante como el glicerol puede mejorar las características de las películas. Por tanto, el objetivo de este estudio fue elaborar películas usando almidón oxidado de plátano mezclado con glicerol y realizar su caracterización fisicoquímica y funcional.

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a polysaccharide base (García et al., 2000; García et al., 2004; Mali et al., 2005). Starch is the raw material most widely used in the elaboration of biodegradable films, mainly due to the fact that it is renewable, inexpensive, abundant and relatively easy to handle (Lourdin et al., 1995). Starch films are mainly used to reduce the exchange of gas between the environment and the food, rather than to delay moisture loss due to its hydrophilic characteristics (Krochta and Mulder-Johnston, 1997). The hydrophilic character of these films gives them a brittle aspect caused by the high intermolecular forces. The plasticizers such as glycerol, sorbitol, polyethylene glycol, increase the flexibility of the films due to their capacity to reduce the internal hydrogen links among the polymer chains as they increase the molecular space. The plasticizers most often used in starch films are sorbitol and glycerol (Mali et al., 2005). Native starches are used as raw material for different products and are used in the food industry due to their properties of thickening, gelling, and texture stabilization (Thomas and Atwell, 1999). Studies have been made of the functional, rheological and physicochemical properties of starches from non-conventional sources (Hoover, 2001; Moorthy, 2002; Zhang et al., 2005). The use of native starches has some inconveniences due to the fact that the processing conditions (temperature, pH and pressure) reduce their use in industrial applications. Native starch has low resistance to shear stress, low decomposition, high retrogradation and syneresis. These inconveniences can be overcome by the modification of the starch (Fleche, 1985). Oxidized starch is generally used in the paper, textile and food industries to provide coating properties (Kuakpetoon and Wang, 2001). The application of oxidized starch in the food industry has increased due to its low viscosity, high stability, linking and film forming properties. The use of oxidized banana starch with greater whiteness, mixed with a plasticizer such as glycerol, can improve the characteristics of the films. Therefore, the objective of the present study was to elaborate films using oxidized banana starch mixed with glycerol and to carry out its physicochemical and functional characterization.

MATERIALS AND METHODS Isolation of the starch The starch was isolated from unripe banana fruits (Musa paradisiaca L.) using a pilot plant scale procedure (FloresGorosquera et al., 2004).

CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE PELÍCULAS PREPARADAS CON ALMIDÓN OXIDADO DE PLÁTANO

MATERIALES

Y

MÉTODOS

Preparation of the oxidized starches

Aislamiento del almidón El almidón se aisló de frutos inmaduros de plátano (Musa paradisiaca L.) usando un procedimiento a escala planta piloto (Flores-Gorosquera et al., 2004). Preparación de los almidones oxidados La modificación química del almidón a las diferentes concentraciones de hipoclorito de sodio, así como los niveles de modificación fue reportado por Zamudio-Flores et al. (2006). Preparación de las películas Las películas se prepararon mezclando una concentración de almidón de plátano (nativo u oxidado) de 4% p/p en base seca y glicerol de 2% p/p. Para algunas películas se adicionó una concentración fija de aceite de girasol de 2 g L−1 (Cuadro 1) (ZamudioFlores et al., 2006).

The chemical modification of the starch to the different concentrations of sodium hypochlorite, as well as the modification levels, was reported by Zamudio-Flores et al. (2006). Preparation of the films The films were prepared using a concentration of banana starch (native or oxidized) of 4% w/w in dry base and glycerol of 2% w/w. For some films, a fixed concentration of sunflower oil of 2 g L−1 was added (Table 1) (Zamudio-Flores et al., 2006). Evaluation of color The evaluation was carried out on the surface of the oxidized banana starches and the films, and the color was measured four times for each oxidized starch. A Universal colorimeter (Milton Roy, model Color Mate) was used with a D65 illuminant and an observation angle of 10°. The luminosity L* factor was obtained using a white standard (luminosity factor = 100).

Evaluación del color

Solubility of the film in water

Se realizó sobre la superficie de los almidones oxidados de plátano y las películas y el color se midió cuatro veces para cada almidón oxidado. Se usó un colorímetro Universal (Milton Roy, modelo Color Mate) con un iluminante D65 y un ángulo de observación de 10°. Se obtuvo el factor de luminosidad L* usando un estándar de

Pieces (2×3 cm) were cut from each film and were stored 7 d in a desiccator (approximately 0% RH). The samples were weighed and placed in glass vessels with 80 mL of de-ionized water. The samples were maintained with constant agitation for 1 h at 25 °C or at 80 °C, and were dried at 60 °C until constant weight. The percentage of the soluble total material was calculated as follows:

color blanco (factor de luminosidad = 100). Solubilidad de la película en agua

%Solubility =

Se cortaron piezas (2×3 cm) de cada película y se almacenaron 7 d en un desecador (aproximadamente 0% HR). Las muestras se pesaron y colocaron en vasos de precipitados con 80 mL de agua desionizada. Las muestras se mantuvieron con agitación constante por 1 h a 25 °C o a 80 °C, y se secaron a 60 °C hasta peso constante. El porcentaje de la materia total soluble se calculó así: %Solubilidad =

( Peso inicial seco − Peso final seco )

Peso inicial seco

×100

Las muestras se analizaron al menos por triplicado.

( Initial dry weight − Final dry weight ) Initial dry weight

×100

The samples were analyzed at least by triplicate. Thermal analysis The thermal properties of the films were measured with a differential scanning calorimeter (DSC) (TA Instruments, model Cuadro 1. Formulación y abreviaturas usadas para la representación de las películas de almidón nativo y oxidado de plátano. Table 1. Formulation and abbreviations used for the representation of the films of native and oxidized banana starch.

Análisis térmico Las propiedades térmicas de las películas se midieron con un calorímetro diferencial de barrido (CDB) (TA Instruments, modelo 2010, New Castle, USA) calibrado con indio. Las películas se cortaron en rectángulos (2.0 mm longitud×1.5 mm ancho) y se acondicionaron a una HR aproximada de 0% en un desecador con sílica gel, por 7 d a 25±2 °C. Se pesaron 2 a 4 mg de muestra (base

Formulación

Abreviatura

Almidón Almidón Almidón Almidón Almidón Almidón

ANA ANAG ANAGAG ANAG0.5 ANAG1.0 ANAG1.5

nativo+agua nativo+agua+glicerol nativo+agua+glycerol+aceite de girasol oxidado (0.5% cloro activo)+agua+glicerol oxidado (1.0% cloro activo)+agua+glicerol oxidado (1.5% cloro activo)+agua+glicerol

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seca), se colocaron en charolas de aluminio y se sellaron. Las muestras se sometieron a un programa de calentamiento en un intervalo de 10 a 180 °C a una velocidad de calentamiento de 10 °C min−1.

2010, New Castle, USA) calibrated with indium. The films were cut in rectangles (2.0 mm length×1.5 mm width) and were conditioned to a RH close to 0% in a dryer with silica gel, for 7 d at 25±2

La temperatura de transición vítrea (Tg), la temperatura inicial del pico (To), la temperatura de fusión (Tp) y la entalpía de transición (∆H), se obtuvieron usando el programa de TA Instruments OS/2 versión 2.1.

°C. Then 2 to 4 mg of sample was weighed (dry base), placed in aluminum trays and was sealed. The samples were subjected to a heating program at an interval of 10 to 180 °C at a heating rate of 10 °C min−1. Glass transition temperature (Tg), initial peak temperature

Análisis estadístico

(To), fusion temperature (Tp) and transition enthalpy (∆H), were obtained using the program of TA Instruments OS/2 version 2.1.

Los experimentos se hicieron con un diseño completamente aleatorizado. Se hizo análisis de varianza (AdeV) con el programa estadístico Sigma-Stat version 2.03 (Fox et al., 1995), y la comparación de medias con la prueba de Tukey (p≤0.05) (Walpole et al., 1999).

RESULTADOS

Y

DISCUSIÓN

Statistical analysis The experiments were made with a completely randomized design. Analysis of variance (A of V) was carried out with the statistical program Sigma-Stat version 2.03 (Fox et al., 1995), and the comparison of means was made with the Tukey test (p≤0.05) (Walpole et al., 1999).

RESULTS

Evaluación del color Una propiedad física de los almidones oxidados es la blancura, que es muy importante en muchas aplicaciones. El valor de luminosidad (L*) es la variable que mejor caracterizó la blancura de los almidones oxidados y de las películas (Cuadro 2). Para los almidones oxidados, los valores de L* aumentaron cuando la concentración de cloro activo se incrementó (p≤0.05). La película elaborada con almidón nativo presentó el valor más bajo de L*, similar al obtenido para el almidón nativo. Este patrón puede deberse a la presencia de impurezas en el almidón nativo de plátano, principalmente polifenoles (Sánchez-Rivera et al., 2005; Da Mota et al., 2000), los cuales pueden influir en la luminosidad de las películas. Cuando el agua, el glicerol y el aceite de girasol se agregaron a la formulación del almidón nativo, el valor de L* incrementó principalmente debido a algunas interacciones entre los componentes con las cadenas de almidón. Un comportamiento similar ocurre en películas elaboradas con quitosano y ácido oleico (Butler et al., 1996). Las películas elaboradas con los almidones oxidados presentaron los valores más altos de L*, un comportamiento similar al de los almidones con las que se elaboraron, ya que el valor de L* aumentó con el nivel de oxidación del almidón. El proceso de oxidación del almidón y la adición de otros ingredientes en la película incrementó su blancura. Los valores más altos de L* fueron cercanos a 100, que es el valor máximo para esta variable, indicando un material blanco. Las películas elaboradas con almidón oxidado a la más alta concentración de cloro activo mostraron mayores valores de L* que

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AND

DISCUSSION

Color evaluation One physical property of oxidized starches is whiteness, which is very important in many applications. The luminosity value (L*) is the variable that best characterized the whiteness of the oxidized starches and the films films (Table 2). For the oxidized starches, the values of L* increased when the concentration of active chlorine was increased (p≤0.05). The film made with native starch presented the lowest value of L*, similar to that obtained for native starch. This pattern may be due to the presence of impurities in the native banana Cuadro 2. Valor de luminosidad (L*)† del almidón nativo, de los almidones oxidados y las películas de almidón nativo y oxidado de plátano†. Table 2. Value of luminosity (L*) of the native starch, oxidized starches and the films of native and oxidized banana starch. Almidón Almidón Almidón Almidón

Almidón nativo oxidado (0.5% cloro activo) oxidado (1.0% cloro activo) oxidado (1.5% cloro activo)

± ± ± ±

83.2 84.6 87.2 88.7 92.6 93.0

± 0.2a ± 0.5b ± 0.2c ± 0.6d ± 0.09e ± 0.03f

Películas¶ ANAGAG ANA ANAG AOAG0.5 AOAG1.0 AOAG1.5

0.1a 0.3b 0.6c 0.6d

83.1 83.9 87.4 90.4

† Media aritmética de tres repeticiones ± error estándar. Medias dentro de cada columna con diferente letra son significativamente diferentes (p≤0.05). ¶ Para la nomenclatura de las muestras ver el Cuadro 1.

CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE PELÍCULAS PREPARADAS CON ALMIDÓN OXIDADO DE PLÁTANO

los reportados en películas elaboradas con alginato de sodio (88.1) o zeína con ácido oleico (70.08) (Kleen et al., 2002; Rhim, 2004). Los valores L* determinados en las películas elaboradas con almidón oxidado de plátano indican que se pueden utilizar como cubiertas en productos hortofrutícolas (García et al., 2001). Solubilidad de las películas en agua La solubilidad de las películas aumentó (p≤0.05) con la temperatura y la concentración de cloro (Figura 1). A la temperatura más alta de la prueba (80 °C), las cadenas de almidón fueron solubilizadas de la matriz de la película. Adicionalmente, en el almidón oxidado, el cloro produjo una mayor despolimerización de las cadenas de almidón (amilosa y amilopectina) cuando aumentó la concentración de cloro. Estos resultados concuerdan con otros de la evaluación del color en las películas, que explican la alta concentración de carbohidratos solubilizados. La película a la que se agregó aceite de girasol presentó el más bajo valor de solubilidad, lo que se explicaría por el carácter hidrofóbico dado por el aceite (García et al., 2000). Se han reportado valores similares (19.34-30.76%) en otras películas elaboradas por moldeo con otros almidones no convencionales (Mali, 2002). Una mayor solubilidad está directamente relacionada con un alto valor de permeabilidad al vapor de agua, y esto es favorable para algunos vegetales que requieren mantener una humedad relativa alta (Viña et al., 2007).

Figura 1. Porcentaje de solubilidad de las películas de almidón nativo y oxidado de plátano (para identificar las películas ver Cuadro 1). Figure 1. Percentage of solubility of the films of native and oxidized banana starch (to identify the films see Table 1).

starch, principally polyphenols (Sánchez-Rivera et al., 2005; Da Mota et al., 2000), which can influence the luminosity of the films. When the water, glycerol and sunflower oil were added to the formulation of the native starch, the value of L* increased, mainly because of some interactions among the components and the starch chains. A similar behavior occurred in films made with chitosan and oleic acid (Butler et al., 1996). The films made with the oxidized starches presented the highest values of L*, a behavior similar to that of the starches with which they were made, because the value of L* increased with the level of oxidation of the starch. The oxidation process of starch and the addition of other ingredients in the film increased its whiteness. The highest values of L* were close to 100, which is the maximum value for this variable indicating a white material. The films made with oxidized starch at the highest concentration of active chlorine showed higher values of L* than those reported in films made with sodium alginate (88.1) or zein with oleic acid (70.08) (Kleen et al., 2002; Rhim, 2004). The values of L* determined in the films made with oxidized banana starch indicate that they can be used as coating in horticultural commodities (García et al., 2001). Solubility of the films in water The solubility of the films increased (p≤0.05) with the temperature and the concentration of chlorine (Figure 1). At the highest temperature of the test (80 °C), the starch chains were solubilized in the film matrix. Additionally, in the oxidized starch, the chlorine produced a higher depolymerization of the starch chains (amylose and amylopectine) when the concentration of chlorine was increased. These results agree with others of the evaluation of color in the films, which explain the high concentration of solubilized carbohydrates. The film to which sunflower oil was added presented the lowest value of solubility, which would be explained by the hydrophobic character given by the oil (García et al., 2000). Similar values have been reported (19.34-30.76%) in other films made by casting with other non-conventional starches (Mali, 2002). A higher solubility is directly related to a high value of permeability to water vapor, and this is favorable for some vegetables that require a high relative humidity (Viña et al., 2007). Thermal analysis of the films The thermograms (Figure 2) show an endothermal transition that can be observed as a change in the slope

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Análisis térmico de las películas Los termogramas (Figura 2) muestran una transición endotérmica que se puede observar como un cambio en la pendiente con respecto a la línea base correspondiente a la temperatura de transición vítrea (Tg). La película elaborada con almidón nativo (Cuadro 3) presentó el valor más alto de Tg, y disminuyó cuando el glicerol fue agregado en esta formulación. Un efecto plastificante puede explicar este comportamiento, ya que el glicerol mejora la movilidad de las cadenas de almidón, produciendo una disminución en las fuerzas moleculares que mantienen unidas las cadenas (García et al., 2000; Stading et al., 2001; Arvanitoyannis y Biliaderis, 1999). La Tg es importante al almacenar la película o el producto recubierto a una cierta temperatura, ya que si la temperatura de almacenamiento es menor a la Tg de la película se obtendría una película rígida y si es mayor, una película flexible. Las películas de almidón plastificadas con glicerol presentaron valores similares de Tg a los encontrados por Jansson y Thuvander (2004), quienes reportaron un Tg de 38 °C. En condiciones similares Mali (2002) determinó una Tg de 27.02 °C en películas plastificadas con glicerol. La Tp (temperatura de pico o temperatura promedio de la transición de fase) de las películas preparadas con almidón nativo de plátano aumentaron al agregar aceite de girasol, y fue similar a la película preparada sólo con almidón y agua; sin embargo, disminuyó cuando se agregó glicerol. Este comportamiento concuerda con el valor de solubilidad atribuido al efecto plastificante del glicerol dentro de la matriz de la película. Las películas elaboradas con almidón oxidado de plátano presentaron un mayor valor de Tp cuando aumentó la concentración de cloro, debido a que el

Figura 2. Termogramas de calorimetría diferencial de barrido de las películas realizado 30 d después de su elaboración (para identificar las películas ver Cuadro 1). Figure 2. Thermograms of differential scanning calorimeter of the films made 30 days after their manufacturing (to identify the films see Table 1).

with respect to the base line corresponding to the glass transition temperature (Tg). The film made with native starch (Table 3) presented the highest value of Tg, and decreased when the glycerol was added in this formulation. A plasticizing effect can explain this behavior, because the glycerol improves the mobility of the starch chains, producing a decrease in the molecular forces that maintain the chains joined (García et al., 2000); Stading et al., 2001; Arvanitoyannis and Biliaderis, 1999). The Tg is important when the film is stored or when the product is coated at a certain temperature, because if the storage temperature is lower than the Tg of the film, a rigid film would result, and if it is higher, a flexible film is obtained.

Cuadro 3. Variables térmicas determinadas por calorimetría diferencial de barrido (CDB) de las películas de almidón nativo y oxidado de plátano. Table 3. Thermal variables determined by differential scanning calorimeter (DSC) of the films of native and oxidized banana starch. Tipo de película†,¶ ANA ANAG ANAGAG AOAG0.5 AOAG1.0 AOAG1.5

Tg (°C) 37.72 24.45 24.66 30.04 25.47 25.26

†

± ± ± ± ± ±

1.2a 1.4b 0.8b 1.1c 1.4b 1.3b

∆H (J g−1)

Tp (°C) 151.61 123.05 151.00 131.91 141.64 151.80

± ± ± ± ± ±

0.8a 0.5b 0.6a 1.0c 0.9d 1.1a

Para detalles de la formulación y nomenclatura ver el Cuadro 1. Medias aritméticas de tres repeticiones ± error estándar. Medias dentro de cada columna con diferente letra son significativamente diferentes (p≤0.05). Tg = temperatura de transición vítrea. Tp = temperatura máxima del pico de fusión. ∆H = entalpía de fusión. ¶

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68.73 175.6 108.4 139.3 93.84 68.90

± ± ± ± ± ±

1.8a 2.1b 1.5c 1.9d 2.2e 1.1a

CARACTERIZACIÓN PARCIAL DE PELÍCULAS PREPARADAS CON ALMIDÓN OXIDADO DE PLÁTANO

procedimiento de oxidación de los almidones tiende a estabilizar su estructura molecular, por lo que se requiere mayor temperatura para su desorganización. Para la entalpía de transición de fase, las películas realizadas con el almidón nativo presentaron diferencias y la película con glicerol mostró el más alto valor de entalpía (Cuadro 3), lo cual se relaciona con la estabilización de las moléculas de glicerol en la matriz de la película. En las películas elaboradas con el almidón oxidado, el valor de entalpía disminuyó cuando aumentó la concentración de cloro, mostrando que la degradación del almidón se realizó a alta concentración de cloro activo.

CONCLUSIONES Las películas elaboradas con los almidones oxidados presentaron el valor más alto de L*, el cual se intensificó con el nivel de oxidación. La temperatura y la concentración de cloro en la oxidación del almidón cambiaron la solubilidad de las películas, debido a que al aumentar ambas variables, la solubilidad también aumentó. La temperatura de transición vítrea de las películas disminuyó con la adición de glicerol. La temperatura de fusión (Tp) se elevó al aumentar la concentración de cloro. El almidón oxidado se recomienda para la preparación de películas usadas en el recubrimiento de productos hortofrutícolas. AGRADECIMIENTOS Los autores desean agradecer el apoyo económico al CONACYT-México, CGPI-IPN, COFFA-IPN y EDI-IPN. PBZF agradece la beca de maestría del CONACYT. Los autores agradecen a la Dra. Silvia Bautista Baños por la revisión de este manuscrito.

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The films of starch plasticized with glycerol presented similar values of Tg to those found by Jansson and Thuvander (2004), who reported a Tg of 38 °C. Under similar conditions, Mali (2002) determined a Tg of 27.02 °C in films plasticized with glycerol. The Tp (peak temperature or average temperature of the phase transition) of the films prepared with native banana starch increased when sunflower oil was added, and was similar to the film prepared with only starch and water; however, the Tp decreased when glycerol was added. This behavior agrees with the value of solubility attributed to the plasticizing effect of the glycerol within the film matrix. The films made with oxidized banana starch presented a higher value of Tp when the chlorine concentration was increased, due to the fact that the oxidation procedure of the starches tends to stabilize their molecular structure, thus a higher temperature is required for their disorganization. For the enthalpy of phase transition, the films made with native starch presented differences and the film with glycerol showed the highest value of enthalpy (Table 3), which is related to the stabilization of the glycerol molecules in the film matrix. In the films made with the oxidized starch, the enthalpy value decreased when the chlorine concentration increased, showing that the degradation of the starch was carried out at high concentration of active chlorine.

CONCLUSIONS The films made with the oxidized starches presented the highest value of L*, which intensified with the level of oxidation. The temperature and concentration of chlorine in the oxidation of the starch changed the solubility of the films, due to the fact that when both variables increased, solubility also increased. The glass transition temperature of the films decreased with the addition of glycerol. Fusion temperature (Tp) rose when the chlorine concentration was increased. Oxidized starch is recommended for the preparation of films used in coating horticultural commodities. —End of the English version—

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