Caracterización de Soluciones Formadoras de películas elaboradas con harina y almidón de cebada

Abstract

El uso de polímeros sintéticos para la protección, envasado y conservación de productos ha crecido enormemente en los últimos años, sin embargo, este incremento ha creado serios problemas en el ambiente como consecuencia de la resistencia que presentan estos materiales para ser degradados e integrados por los microorganismos presentes en la naturaleza. Es por eso que cada vez es más importante utilizar materias primas alternativas, que sustituyan en forma parcial o total estos materiales y que reduzcan el nivel de daño producido al medio ambiente. En el presente trabajo se elaboraron y caracterizaron soluciones formadoras de películas de almidón y harina de cebada en base a sus propiedades fisicoquímicas, reológicas y de digestibilidad. Se estudió el efecto del perlado, la concentración de almidón y harina de cebada y la concentración de glicerol, en la viscosidad y la tensión superficial de las soluciones mediante el análisis de superficie de respuesta aplicando un diseño central compuesto. Se midió la viscosidad en un reómetro AR-1000-TA Instruments en un barrido de velocidad de deformación de 0.1 a 300 s-1. La tensión superficial se midió aplicando el método de Wilhelmy. Para la selección de la formulación de las soluciones se aplicó un diseño central compuesto, considerando un arreglo factorial 22 (las variables fueron la concentración de almidón y la concentración de glicerol, y los niveles fueron de 2 a 4% y 20 a 40%, respectivamente) con 3 repeticiones en el punto central, 4 puntos axiales o estrella, 4 puntos intermedios, obteniendo un total de 11 experimentos. El proceso de perlado afectó el contenido químico proximal de las muestras de harinas, ya que durante este proceso se remueven la cascarilla y partes del grano que contienen fracciones de algunos componentes. Tanto la viscosidad como la tensión superficial de las soluciones no se vieron afectadas por el proceso de perlado, pero sí se estableció que el almidón y la harina son las que determinan ambas propiedades y el glicerol no tuvo ningún efecto. Por otra parte las propiedades térmicas se vieron claramente afectadas por los componentes no amiláceos Presentes en las harinas, este comportamiento se atribuye a que tanto los lípidos como las proteínas actúan como una barrera física que inhibe el proceso de gelatinización del almidón. Para evaluar su posible aplicación en la conservación de alimentos, se elaboraron películas que se caracterizaron por sus propiedades de digestibilidad, mecánicas y de barrera. Con base en lo reportado por algunos autores y considerando que una viscosidad cercana a los 0.7 Pa.s es la óptima para evitar la sedimentación de las partículas sólidas dispersas en soluciones formadoras de películas, se eligió una velocidad de deformación promedio de 1 s-1 y se determinó la formulación para elaborar las películas; esta fue de 3 g de almidón y 30% de glicerol con respeto a la cantidad de almidón presente en la muestra. De acuerdo con los resultados obtenidos, el perlado afectó directamente las propiedades mecánicas y de barrera. En cuanto al análisis de digestibilidad los resultados sugieren que la organización de la estructura polimérica en la mezcla tanto de soluciones como de películas afectó la actividad enzimática y por lo tanto la tasa de digestibilidad. Palabras clave: almidón de cebada, harina de cebada, soluciones formadoras de películas, películas biodegradables, diseño central compuesto, análisis de superficie de respuesta.