Propiedades de films de almid?n de yuca y gelatina. Incorporaci?n de aceites esenciales con efecto antifungico
- Authors
- Acosta D?vila, Sandra
- Format
- DoctoralThesis
- Status
- publishedVersion
- Description
The development of biodegradable active packaging materials is one of the challenges of society in order to solve the environmental problems associated with plastic waste and improving food preservation, lengthening its shelf life. This thesis focuses on the development of melted gelatine-starch films with good functional properties, providing bioactive characteristics by adding essential oils from barks of cinnamon, clove and oregano, with proven antimicrobial activity. Film microstructure, and physical properties (water vapour and oxygen permeability, optical -gloss and transparency-, and mechanical properties) of films of cassava starch or bovine gelatine, with 25 % glycerol, as well as blend films with starch:gelatin ratios of 50:50 and 75:25, have been characterized. These films were also prepared incorporating a lipid (mixture of mono and diglycerides of fatty acids: E-471) in polymer: lipid ratio of1:0.15. In the films, crystallinity was analysed, using X-ray diffraction, and phase transitions by differential scanning calorimetry. The different properties were analysed at 1 and 5 weeks of storage of the films conditioned at 25 ?C and 53% of relative humidity. The addition of gelatine had a positive effect on the mechanical properties of cassava starch films, as they gained hardness and resistance to fracture and, for the 50:50 ratio, became more extensible. Polymers of starch and gelatine were not compatible and they presented phase separation, showing typical association areas of helical gelatine chains in an amorphous matrix, which glass transition temperature was within the range of the one found for starch by other authors. All aged films were harder and more resistant to fracture after five storage weeks, although, except formulation with 50% gelatine, they become less extensible. X-ray analysis revealed the presence of crystalline regions in the gelatine films which increased in size during this storage period. The incorporation of the lipid to these films resulted in a reduction of water vapour permeability, but in an increase in oxygen permeability and brittleness, associated with the presence of a dispersed lipid phase, and a decrease of brightness. They also showed development of their properties during storage. The crystallization degree of the lipid in the films was very low due to the more complex composition in the matrix. Adding essential oils to the blend 50:50 starch-gelatine matrix did not change the mechanical properties of these films and reduced their water vapour and oxygen permeability and brightness. Likewise, it gave them antimicrobial properties against molds like Fusarium oxysporum, and Colletotrichium gloeosporoides. In vitro tests showed growth inhibition of Fusarium oxysporum, especially with cinnamon oil and Colletotrichium gloeosporoides, especially with clove oil. The application of bioactive films, as coatings, in papaya fruit inoculated with the two molds reflected no antifungal effect, probably because of the drying method of the coating. Nevertheless, it limited moisture loss of the fruit during seven days storage without affecting the development of quality parameters.
El desarrollo de materiales de envase biodegradables activos es uno de los retos de la sociedad para resolver los problemas medioambientales asociados a los residuos pl?sticos y mejorar la conservaci?n de los alimentos, alargando su vida ?til. La presente tesis se centra en el desarrollo de films mixtos de almid?n gelatina, con buenas propiedades funcionales, y la impartici?n de car?cter bioactivo mediante la incorporaci?n de aceites esenciales de corteza de canela, clavo y or?gano, con probada actividad antimicrobiana. Se han caracterizado las propiedades microestructurales, de barrera al vapor de agua y al ox?geno, ?pticas (brillo y transparencia) y mec?nicas de films de almid?n de yuca o gelatina de origen bovino con 25 % de glicerol, as? como films mixtos con proporciones 50:50 y 75:25 de almid?n: gelatina. Estos films se prepararon tambi?n incorporando un l?pido (mezcla de mono y di glic?ridos de ?cidos grasos: E471) en proporci?n 1:0.15 pol?mero: l?pido. En los films se analiz? la cristalinidad, mediante difracci?n de rayos X, y las transiciones de fase por calorimetr?a diferencial de barrido. Las diferentes propiedades fueron analizadas a 1 y 5 semanas de almacenamiento de los films acondicionados a 25?C y 53% de humedad relativa. La incorporaci?n de gelatina tuvo un efecto positivo sobre las propiedades mec?nicas del almid?n de yuca: los films ganaron dureza y resistencia a la fractura y con la proporci?n 50:50 se hicieron m?s extensibles. Los pol?meros de almid?n y gelatina no fueron compatibles y los films presentaron separaci?n de fases, mostrando zonas de asociaci?n t?picas de cadenas helicoidales de gelatina en una matriz amorfa, cuya temperatura de transici?n v?trea estuvo del orden de la encontrada para el almid?n por otros autores. Todos los films se endurecieron y aumentaron su resistencia a la fractura a las cinco semanas de almacenamiento, aunque perdieron extensibilidad, salvo la formulaci?n con 50 % de gelatina. El an?lisis de rayos X revel? la presencia de zonas cristalinas en los films de gelatina que aumentaron de tama?o durante el almacenamiento. La incorporaci?n del l?pido a los films supuso una reducci?n de la permeabilidad al vapor de agua, pero una mayor permeabilidad al ox?geno, un incremento de la fragilidad, asociada a la presencia de una fase dispersa del l?pido, y un descenso del brillo. Tambi?n presentaron evoluci?n de sus propiedades durante el almacenamiento. El grado de cristalizaci?n del l?pido en los films fue muy bajo por el efecto de mezcla en la matriz. La incorporaci?n de aceites esenciales a la matriz mixta de almid?n-gelatina 50:50, no introdujo cambios en las propiedades mec?nicas de los films y redujo su permeabilidad al vapor de agua y al ox?geno y el brillo. As? mismo, les imparti? car?cter antimicrobiano contra los hongos Fusarium oxysporum, y Colletotrichum Gloeosporiodes. Los ensayos in vitro revelaron la inhibici?n del crecimiento Fusarium oxysporum, especialmente con aceite de canela y de Colletotrichum Gloeosporiodes, en especial con el de clavo. La aplicaci?n de los films bioactivos, como recubrimientos, en frutos de papaya inoculados con los dos hongos no reflej? efecto antif?ngico, probablemente por el m?todo de secado utilizado, aunque s? que limit? la p?rdida de humedad de la fruta durante el almacenamiento de siete d?as, sin afectar a la evoluci?n de los par?metros de calidad.
- Publication Year
- 2014
- Language
- spa
- Topic
- CIENCIAS DE LA PRODUCCCI?N
CAPACIDAD ANTIFUNGICA
HALO DE INHIBICI?N
PROPIEDADES MEC?NICAS
PROPIEDADES BARRERA
ACEITES ESENCIALES
- Repository
- Repositorio SENESCYT
- Rights
- openAccess
- License