ELABORACIÓN DE BIOPELICULAS DE CASCARA DE NARANJA Y LIMÓN, CON

ACEITE DE CANELA COMO AGENTE ANTIMICROBIANO.

Tecnologías de alimentos de origen vegetal.

INTRODUCCION En México, en el año 2006, hubo una

generación de 36,135 toneladas de residuos sólidos (INEGI 2006).

Del total del petróleo extraído en el mundo, alrededor de un 5% se destina a la industria del plástico.

Los polímeros parte integral de nuestras vidas.

Los polímeros sintéticos tales como: el polietileno, nylon y el poliuretano, tienen aplicaciones en transportes, edificios, equipos deportivos, médicos, así como en empaque en alimentos.

Función de un empaque. Protección, conservación, información y

conveniencia. No solamente debe preservar el alimento,

sino la calidad el mismo . El empaque, el producto, y el medio

ambiente interactúan para mantener la calidad del producto así como para incrementar el tiempo de vida.

Deben ser capaces de inhibir a microorganismos patógenos o causantes de deterioro que podrían contaminar a un alimento.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad, como científicos, debemos buscar alternativas que ayuden a reducir el impacto ambiental que el consumismo desmedido de empaques de plástico esta ocasionando a nuestro medio ambiente.

Existen diversos trabajos sobre biopeliculas elaboradas a base de quitosano y celulosa, enfocada al área medica. Sin embargo no hay muchos trabajos sobre biopeliculas a base de pectina (contenidas en frutas y hortalizas).

OBJETIVO GENERAL

Obtener una biopelicula a base de cascara de naranja y limón, utilizando el aceite de canela como agente antimicrobiano, para su uso como empaque de algunos alimentos aptos para ello.

ESTADO DEL ARTE

2006, la Universidad de Autónoma de Nuevo León, la Facultad de Ciencias Biológicas, elaboró películas biodegradables a partir de residuos cítricos, proponiéndolos como empaques activos los cuales mostraron propiedades físico mecánicas y de barrera, similares a las de otras películas biodegradables, lo que las hace potencialmente útiles para su aplicación en la industria del empaque de alimentos y particularmente como empaques activos.

2008. El Instituto Tecnológico de Zacatepec, elabora películas biodegradables a base de cascaras de naranja y limón, con plastificante y sin plastificante utilizando aceite de canela como agente antimicrobiano. Se le efectuaron pruebas micro mecánicas donde se obtuvo un resultado favorable para ser utilizadas como recubrimiento de frutas y hortalizas.

ANTECEDENTES.

Películas a base de carbohidratos. Celulosa y sus derivados.

Carboximetilcelulosa (CMC), metilcelulosa (MC), hidroxipropilmetilcelulosa(HPMC), hidroxipropilcelulosa (HPC) e hidroxietilcelulosa (HEC) son consideradas como buenos agentes formadores de películas, ya que son capaces de formar redes continuas en soluciones acuosas.

Pululan. producido por el microorganismo Aureobasidium

pullulans, biopolimero es capaz de producir películas muy estables, transparentes, sólidas y resistentes a bajas temperaturas.

Quitosáno. es un polisacárido catiónico (derivado de la

quitina) de alto peso molecular, el cual presenta propiedades antifúngicas. Presenta una buena barrera contra el O2.

Alginato. forman películas tras la adición de agentes

formadores de puentes salinos, el secado y/o la precipitación en presencia de un alcohol.

Pectina y carragenina. las películas obtenidas son transparentes,

inodoras y ligeramente saladas en el caso de habérseles añadido sales de calcio.

Goma gelán. La goma gelán es un polisacárido extracelular,

secretado por la bacteria Pseudomonas elodea, que forma geles de estructura tridimensional con cationes monovalentes y divalentes.

Almidones. Las películas elaboradas a partir de este

carbohidrato son claras, flexibles, transparentes y presentan excelentes barreras al oxígeno. Sin embargo no son buenas barraras contra el H2O.

Películas a base de proteínas. Proteina de soya.

excelente capacidad para formar películas y sus buenas propiedades de barrera al oxígeno y a los lípidos, en bajas humedades relativas.

Proteina de Leche. Excelentes candidatas para incorporarlas en películas y

recubrimientos, y controlar así, la transferencia de masa en sistemas alimenticios.

Gluten de trigo. Las películas comestibles elaboradas a partir de gluten

de trigo tienen muy buenas propiedades mecánicas y ópticas, y presentan buenas barreras al O2 y al CO2; mas sin embargo sus propiedades contra la transferencia al vapor de agua son relativamente pobres.

Gelatina. es una de las proteínas de origen animal más

ampliamente utilizada como ingrediente en la elaboración de un gran número de productos, incluyendo muchos que no son alimentos. Esta proteína se obtiene a partir del colágeno, mediante hidrólisis ácida o alcalina.

Películas a partir de mezclas entre biopolimeros. goma gelán, en geles de gelatina. gelatina y quitosán. proteína de soya y gluten de trigo. almidón y pululán. quitosán-almidón. quitosán-pululán.

Incorporación de aceites a las biopeliculas. Ceras naturales semejantes a la cera de

carnauba, candelilla y cera de abeja, parafinas, aceites minerales, acetoglicéridos y ácido oleico.

Plastificantes. polioles y los mono-, di- y oligosacáridos .

Entre los polioles más utilizados están el glicerol, propilenglicol, sorbitol, polietilenglicol 200 y polietilenglicol 400.

Mecanismo de formación de películas. La coacervación simple, en la que se consigue

la formación de la película a partir del cambio de fase o precipitación de un hidrocoloide en disolución acuosa mediante modificación de alguna propiedad del disolvente (pH, carga eléctrica, etc.), o por adición de otro disolvente en el cual el polímero es insoluble.

La coacervación compleja, en la que dos soluciones de hidrocoloides con cargas opuestas se combinan, provocando la interacción y la precipitación de la mezcla de polímeros.

La gelificación o coagulación térmica, mediante la cual el calentamiento de la macromolécula implica su desnaturalización seguida de gelificación o precipitación, o incluso el enfriamiento de una dispersión de hidrocoloide que provoca una transición gel-sol, por ejemplo la gelatina o el agar.

La eliminación del disolvente, en el que la formación de una película sólida se lleva a cabo gracias a la evaporación del solvente en el que se aplica.

La fusión y solidificación, empleada en películas de naturaleza lipídica. Consiste en el calentamiento de la sustancia empleada por encima de su punto de fusión y su posterior enfriamiento.

Metodología Durante 10 minutos con agua a 60 C se sometieron

las cáscaras a un lavado, para eliminar impurezas. Durante 3 minutos con agua a 100 °C se sumergieron para controlar la proliferación de microorganismos.

Se llevo a cabo una hidrólisis ácida, durante 80 minutos aproximadamente, se adicionó agua acidulada (pH = 2, utilizando ácido cítrico), en una relación cáscaras / agua acidulada de 1/3, a 85°C y se agitó de manera constante a 400 rpm aproximadamente.

En una licuadora se mezcla la sustancias extraídas y las cascaras ya tratadas se muelen lo mas fino posible para aprovechar la mayor cantidad de producto posteriormente filtrando y quitando el excedente de cascaras tomado la parte homogénea.

Para la elaboración de las películas se encontró de manera experimental que las composiciones mas adecuadas fueron las siguientes:  Mezcla de cáscaras de limón ó naranja filtrado

(hidrolizado) (40% p/p) Glicerol (30% p/p) Aceite esencial de canela (1.5% p/p). Agua (28.5% p/p)  Nota: Todas las composiciones se basan sobre

el peso total de la mezcla.

El proceso de la elaboración de la mezcla fue el siguiente: Se mezcló el agua con el glicerol a 50 OC en una parrilla

eléctrica con ayuda de un agitador magnético. En esta disolución se incorporó la cantidad de mezcla

requerida mediante agitación en una parrilla y agitador magnetico a 1600 r.p.m aproximadamente durante 5 minutos.

Enseguida se adicionó a la mezcla el aceite requerido para la formulación con ayuda de una mezcladora (Barnant mixer series 10), para mezclar el aceite.

Al tener la mezcla lo mas homogénea posible se llevo a centrifugación (a 3000 r.p.m, por 20 minutos,a 40 OC) para eliminar lo que no pudo ser triturado adecuadamente, esto para impedir que al momento del vaciado obstruyeran el laminado, además de eliminar burbujas de aire posibles.

Cada tubo de centrifugación contenía 12 ml de solución formadora, los cuales al momento de salir de la centrifuga se metían en un baño maría para disminuir la viscosidad y poder llevar a cabo el vaciado (casting) en moldes de vidrio de 25 X 29 cm; para cada molde se estandarizó un volumen de 84 ml de solución, y una vez vertida en estos se colocaban en una estufa para llevar a cabo el secado durante 8 horas a 65OC, al evaporarse el agua contenida se despegaban los laminados resultantes de cada molde.

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