Desarrollo de materiales para extender la vida útil de frutos climatéricos

Abstract

El desarrollo de películas a partir de materiales biobasados para conservar frutas y verduras es uno de los desafíos aún no resueltos. En este trabajo se diseñaron y desarrollaron diferentes estrategias para tal fin. El objetivo fue obtener un nuevo material a partir de almidón de mandioca, y permanganato de potasio (KMNO4) como capturador de etileno. Este se incluyó previamente en zeolitas y luego éstas en una matriz basada en almidón. Los diferentes compuestos fueron procesados mediante extrusión de modo de poder escalar el proceso. Se evaluaron diferentes contenidos de zeolitas así como tratamientos sobre las mismas para incorporar el KMNO4. Los pellets de los diferentes materiales compuestos desarrollados, fueron transformados en films mediante termocompresión. Para entender las propiedades de los diferentes compuestos se estudió la morfología de la superficie de fractura criogénica, la degradación térmica, la influencia de la zeolita y los tratamientos en la fracción cristalina así como sí ocurren modificaciones en las interacciones químicas respecto del material matriz (almidón termoplástico). También y a fin de evaluar su capacidad de uso como film de embalaje, se determinó la influencia del contenido de zeolita así como del tratamiento realizado sobre esta en las propiedades mecánicas frente a solicitación de tracción uniaxial, permeabilidad al vapor de agua, transparencia, rugosidad, solubilidad al agua y desintegración en condiciones de compostaje hogareño. Finalmente se hizo un primer ensayo de los films para ver si se había logrado actuar sobre la maduración de la fruta y los resultados hasta el momento no fueron satisfactorios. Posiblemente hubo alguna interacción entre el KMNO4 y algún componente del film que anuló, al menos parcialmente, su actividad. Sin embargo, los resultados en cuanto a las propiedades mecánicas y de transporte mostraron enormes mejoras respecto al material matriz, sin afectar significativamente la de integrabilidad.The development of films from biobased materials to preserve fruits and vegetables is one of the challenges not yet resolved. In this work, different strategies were designed and developed for this purpose. The objective was to obtain a new material from cassava starch, and potassium permanganate (KMNO4) as ethylene scavenger. This was¿ previously included in zeolites and then these in a matrix based on starch. The different compounds were processed by extrusion in order to scale the process. Different contents of zeolites as well as treatments on them to incorpórate KMNO4 were evaluated. The pellets of the different composite materials developed were transformed into films by thermocompression. To understand the properties of the different compounds, the morphology of the cryogenic fracture surface, the thermal degradation, the influence of the zeolite and the treatments in the crystalline fraction were studied, as well as whether modifications occur in the chemical interactions with respect to the matrix material (thermoplastic starch). Also, and in order to evaluate its ability to be used as a packaging film, the influence of the zeolite content, as well as the treatment carried out on it, on the mechanical properties against uniaxial tensile stress, water vapor permeability, transparency, roughness, water solubility and disintegration under home composting conditions. Finally, a first test of the films was made to see if it had been possible to act on the ripening of the fruit and the results so far were not satisfactory. Possibly there was some interaction between KMNO4 and some component of the film that annulled, at least partially, its activity. However, the results regarding the mechanical and transport properties showed enormous improvements with respect to the matrix material, without significantly affecting the integrability.