Resumen
Se han utilizado diversas estrategias para mejorar las propiedades físicas de films a base de almidón de maíz, con glicerol (30 %) como plastificante, basadas en el incremento de su carácter hidrofóbico, para reducir su sensibilidad al agua. El almidón se mezcló con diferentes compuestos (surfactantes y polímeros más hidrofóbicos), con y sin compatilizadores, para la obtención de films mixtos por diferentes técnicas de procesado (casting, mezclado en fundido, moldeo por compresión y extrusión). Se estudió también la formación de films bicapa almidón-poli-e-caprolactona (PCL) mediante moldeo por compresión.
La adición de surfactantes a los films de almidón elaborados por casting dio lugar a una disminución de su permeabilidad al vapor de agua (WVP), pero aumentó su fragilidad. Los surfactantes con menor balance hidrófilo-lipófilo (HLB), y sólidos a temperatura ambiente, proporcionaron una microestructura de los films con menor tamaño de partícula, que potenció las propiedades barrera al vapor de agua.
Por su mayor aplicabilidad industrial, se emplearon técnicas de termo-procesado para la obtención del resto de films estudiados. Los obtenidos por mezcla con hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) presentaron una fase dispersa de HPMC en la matriz de almidón y mejores propiedades barrera al vapor de agua, pero fueron algo más permeables al oxígeno, sobre todo cuando se incorporó ácido cítrico (CA) como compatibilizador. Este provocó entrecruzamiento en la matriz polimérica, incrementado ligeramente su dureza y reduciendo su extensibilidad.
La incorporación de PCL en diferentes proporciones a los films de almidón obtenidos por termo-compresión, dio lugar a la separación de fases polímericas, detectándose una pequeña miscibilidad de la PCL en la fase rica en almidón que redujo la temperatura de transición vítrea de la fase amilácea. La heterogeneidad de su estructura y la falta de adhesión entre fases dio lugar a films demasiado frágiles, aunque en pequeña proporción (10%), la PCL reforzó la matriz (aumentó el módulo de elasticidad). Al aumentar la proporción de PCL, disminuyó la WVP de los films, pero aumentó la permeabilidad al oxígeno. La incorporación de CA como compatibilizador de estas mezclas aumentó la solubilidad en agua de los films por efecto de hidrólisis y supuso una mejora en las propiedades mecánicas de los films con baja proporción de PCL (10 %), pero no afectó a sus propiedades barrera. La incorporación de polietilenglicol (PEG 4000) a las mezclas con baja proporción de PCL no mejoró las propiedades de los films, potenciando la separación de fases. Las mezclas almidón:PCL con proporción másica 1:0.05, sin compatibilizador, fueron bastante homogéneas y exhibieron buen comportamiento mecánico y estabilidad.
Para incorporar una mayor proporción de PCL, y mejorar la hidrofobicidad y estabilidad de los films, se modificó la PCL por reacción con glicidil metacrilato o anhídrido maleico y glicidil metacrilato (PCL-g), para su uso como compatibilizadores. Los films con 20% de PCL y 2.5 y 5 % de los PCL-g presentaron muy buenas propiedades mecánicas y de barrera al vapor de agua y a los gases y buena estabilidad al inhibir la retrogradación del almidón. Sus propiedades de barrera cumplieron con los requisitos de envasado de un número importante de productos alimentarios.
La obtención de films bicapa por termo-compresión a partir de almidón (o almidón con 5% PCL) y PCL proporcionó un material con muy baja permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno y buenas propiedades mecánicas. La adhesión entre las capas mejoró en gran medida con la incorporación de ácido ascórbico, y sobre todo de sorbato potásico, en la interfase en forma de disolución acuosa antes de la termo-compresión. Estos compuestos impartieron, a su vez, propiedades antioxidantes y antimicrobianas, respectivamente, a los films, mejorando su uso potencial para el envasado activo de alimentos.
