Efecto de la gelatinización de la harina de yuca sobre las propiedades mecánicas de bioplásticos

El desarrollo de materiales biodegradables destinados al empaque de alimentos es un tema de interés mundial, y en consecuencia el conocimiento de sus propiedades y características a partir de las cuales puede estimarse su aplicación. En este estudio, se elaboraron bioplásticos con harina gelatinizada y sin gelatinizar proveniente de dos variedades de yuca MPER 183 y CM 4574-7, fibra de fique y glicerol, los cuales fueron mezclados y sometidos a termo-compresión durante 5 min a 180°C y 1,5 bar de presión. Se evaluó el comportamiento mecánico de los bioplásticos a través de pruebas de flexión y tensión, y se identificaron las variaciones en la microestructura a través de imágenes por la técnica de microscopía electrónica de barrido. Se evidenció que la gelatinización favoreció el comportamiento mecánico de los bioplásticos, siendo la variedad de yuca MPER 183 la que presentó mayor resistencia al esfuerzo de rotura en tensión y flexión de 3,2 MPa y 8,8 MPa respectivamente, y modulo elástico de tensión y flexión de 748,7 MPa y 791,6 MPa respectivamente. Los materiales obtenidos en este trabajo presentaron características funcionales favorables para su uso como empaques alimentarios

Desarrollo de nanocompuestos de quitosano/óxido de grafeno como potenciales andamios para Ingeniería de Tejidos.

Uno de los grandes desafíos en el campo de la medicina, ha sido el relacionado con la regeneración del tejido óseo, ya que la pérdida de este, se da de manera constante por diferentes causas tales como, accidentes o enfermedades degenerativas. En esta investigación se desarrollaron andamios poliméricos basados en quitosano reforzado con óxido de grafeno con el fin de estudiar sus propiedades físicas, químicas, y biológicas para evaluar su posible aplicación en regeneración de tejido óseo. Estos se prepararon mediante las técnicas de electrospinning y liofilización. Para el electrospinning se empleó CS comercial con un peso molecular promedio viscoso (Mv) de 144900 g/mol y un grado de desacetilación (DA) de 90 % calculado por análisis elemental y resonancia magnética nuclear protónica (RMN 1H) y GO sintetizado mediante un método modificado de Hummers. Por otro lado, los andamios obtenidos por liofilización fueron preparados con CS extraido experimentalmente del micelio del hongo Aspergillus Niger con un rendimiento del 11,5%, un peso molecular promedio viscoso (Mv) y promedio en peso (Mn) de 18715 g/mol y 6482 g/mol, respectivamente y un grado de desacetilación (DA) de 55,7% y 66,7% calculados por el método potenciométrico y por RMN-1H respectivamente. Tanto los andamios electrohilados como los liofilizados fueron preparados con tres formulaciones que presentaban diferente porcentaje de GO (0, 0.5 y 1 %); estos fueron analizados mediante SEM, FTIR, degradación hidrolítica en fluido biológico simulado, pruebas antibacterianas y experimentación in vivo mediante implantación subcutánea en biomodelos ratas Wistar. Los resultados demostraron que los andamios son biocompatibles, biodegradables y poseen propiedades antibacterianas, confirmando su potencial para ser aplicados en ingeniería de tejidos y regeneración celular

Desarrollo de un material para empaques de alimentos a partir de harina de yuca y fibra de fique.

Se desarrolló un material bioplástico semirrígido a partir de harina nativa de yuca de cuatro variedades y fibra de fique, procesado por la técnica de moldeo por compresión. El material fue obtenido sometiendo la mezcla de materias primas en un molde comprimido durante tres minutos a 200°C. Fueron evaluadas diferentes concentraciones de fibra, harina y plastificante con el fin de obtener características mecánicas, térmicas y de adsorción de humedad adecuadas. Las proporciones de los componentes de la mezcla con los cuales se obtuvo la más alta resistencia mecánica y un adecuado comportamiento de adsorción de agua, fueron: harina de yuca 60%, fibra de fique 25%, glicerol 7.5%, y aceite vegetal 7.5%. La variedad de yuca apropiada para el uso de la harina en el desarrollo del material fue MPER 183, con resultados de resistencia máxima al esfuerzo de tensión y flexión de 1.8 ± 0,20 MPa y 3.5 ± 0,20 MPa, respectivamente y resistencia al impacto de 21.2 ± 0,10 J/m, igualmente, las muestras elaboradas con harina de yuca de la variedad MPER 183 presentaron la menor higroscopicidad en un rango de 0.12 a 0.63 a w , al igual que las elaboradas con harina de yuca variedad MBRA 383 entre 0.86 y 0.98 de a w . Las isotermas de adsorción de las muestras valoradas fueron clasificadas cuantitativamente como tipo III. Se evaluó el comportamiento térmico de las muestras con la técnica de calorimetría de barrido diferencial durante el envejecimiento, encontrándose que no hubo diferencias significativas en la temperatura y entalpía de fusión del material (p<0.05) con respecto de la variedad de yuca usada en la harina de las muestras y el día de envejecimiento. Las muestras, moldeadas por compresión, obtenidas en este trabajo son tecnológicamente factibles, y se presentan como una alternativa al uso del poliestireno expandido aplicado en empaques alimentarios

Evaluación de propiedades físicas de bioplásticos termo-comprimidos elaborados con harina de yuca

Technological innovations in plastics made from renewable resources require knowledge of their properties and functional characteristics to identify their qualities and competitive advantages over materials made from nonrenewable resources. This report aims to study, the behavior of the mechanical properties, density and color (L* a* and b*) of bioplastics made from gelatinized cassava flour of variety MPER-183, reinforced with fique fiber. Bioplastics were obtained by compression molding technique by varying the pressure (0, 20 and 40 psi) and temperature (180, 190 and 200°C). The variables temperature and compression pressure significantly affected (p<0,05) the mechanical properties, color and density of bioplastics, identifying conditions at 180°C and 0 psi pressure, as the most favorable for L * a * b *, high values of flexural strength, flexural elastic modulus and low density, while the temperature of 190°C and pressure of 0 psi, were suitable for obtaining higher values of tensile strength and tensile elastic modulus. Las innovaciones tecnológicas en materiales plásticos elaborados con recursos naturales renovables requieren el conocimiento de sus propiedades y características funcionales para identificar sus potencialidades y ventajas competitivas frente a los materiales elaborados con recursos no renovables. En este trabajo, se estudió el comportamiento de las propiedades mecánicas, densidad y color (L* a* y b*) en bioplásticos elaborados con harina de yuca de variedad MPER-183 gelatinizada, reforzados con fibra de fique. Los bioplásticos fueron obtenidos mediante la técnica de moldeo por compresión variando la presión (0, 20 y 40 psi) y la temperatura (180, 190 y 200°C). Las variables temperatura y presión de compresión afectaron significativamente (p<0,05) las propiedades mecánicas, el color y la densidad de los bioplásticos, identificando las condiciones de temperatura de 180°C y presión de 0 psi como las más favorables para L*, a* y b*, altos valores de esfuerzo de flexión, modulo elástico de flexión y baja densidad, mientras que la temperatura de 190°C y presión de 0 psi, fueron apropiadas para obtener altos valores de esfuerzo de tensión y modulo elástico de tensión

Evaluación de propiedades físicas de bioplásticos termo-comprimidos elaborados con harina de yuca

Technological innovations in plastics made from renewable resources require knowledge of their properties and functional characteristics to identify their qualities and competitive advantages over materials made from nonrenewable resources. This report aims to study, the behavior of the mechanical properties, density and color (L* a* and b*) of bioplastics made from gelatinized cassava flour of variety MPER-183, reinforced with fique fiber. Bioplastics were obtained by compression molding technique by varying the pressure (0, 20 and 40 psi) and temperature (180, 190 and 200°C). The variables temperature and compression pressure significantly affected (p&lt;0,05) the mechanical properties, color and density of bioplastics, identifying conditions at 180°C and 0 psi pressure, as the most favorable for L * a * b *, high values of flexural strength, flexural elastic modulus and low density, while the temperature of 190°C and pressure of 0 psi, were suitable for obtaining higher values of tensile strength and tensile elastic modulus. Las innovaciones tecnológicas en materiales plásticos elaborados con recursos naturales renovables requieren el conocimiento de sus propiedades y características funcionales para identificar sus potencialidades y ventajas competitivas frente a los materiales elaborados con recursos no renovables. En este trabajo, se estudió el comportamiento de las propiedades mecánicas, densidad y color (L* a* y b*) en bioplásticos elaborados con harina de yuca de variedad MPER-183 gelatinizada, reforzados con fibra de fique. Los bioplásticos fueron obtenidos mediante la técnica de moldeo por compresión variando la presión (0, 20 y 40 psi) y la temperatura (180, 190 y 200°C). Las variables temperatura y presión de compresión afectaron significativamente (p&lt;0,05) las propiedades mecánicas, el color y la densidad de los bioplásticos, identificando las condiciones de temperatura de 180°C y presión de 0 psi como las más favorables para L*, a* y b*, altos valores de esfuerzo de flexión, modulo elástico de flexión y baja densidad, mientras que la temperatura de 190°C y presión de 0 psi, fueron apropiadas para obtener altos valores de esfuerzo de tensión y modulo elástico de tensión

EVALUACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE BIOPLÁSTICOS TERMO-COMPRIMIDOS ELABORADOS CON HARINA DE YUCA

Las innovaciones tecnológicas en materiales plásticos elaborados con recursos naturales renovables requieren el conocimiento de sus propiedades y características funcionales para identificar sus potencialidades y ventajas competitivas frente a los materiales elaborados con recursos no renovables. En este trabajo, se estudió el comportamiento de las propiedades mecánicas, densidad y color (L* a* y b*)en bioplásticos elaborados con harina de yuca de variedad MPER-183 gelatinizada, reforzados con fibra de fique.Los bioplásticos fueron obtenidos mediante la técnica de moldeo por compresión variando la presión (0, 20 y 40 psi) y la temperatura (180, 190 y 200°C). Las variables temperatura y presión de compresión afectaron significativamente (p<0,05) las propiedades mecánicas, el color y la densidad de los bioplásticos, identificando las condiciones de temperatura de 180°C y presión de 0 psi como las más favorables para L*, a* y b*, altos valores de esfuerzo de flexión, modulo elástico de flexión y baja densidad, mientras que la temperatura de 190°C y presión de 0 psi,fueron apropiadas para obtener altos valores de esfuerzo de tensión y modulo elástico de tensión

Impacto de la investigación en empaques biodegradables en ciencia, tecnología e innovación

This article describes some of the research experiences conducted at the University of Cauca in the field of biodegradable packaging as raw material derivatives agroindustrial processing of cassava (Manihot esculenta Crantz). Headings are addressed related to the formation of human talent, strengthening research groups participate, support from government agencies such as the Ministry of Agriculture and Rural Development-MARD- Colciencias and General Royalties System, relations with other institutions Higher Education in Colombia and abroad, participation in technological development centers, producers and industry organizations with collaborative work have enabled us to consolidate and strengthen the agribusiness chain of cassava in Cauca department. It also describes the processes in terms of intellectual property such as patents and licensing obtained, which strengthen the research group "Science and Technology of Agro-Interest Biomolecules CYTBIA-" leader in the field of bioplastics, and related information required with the creation of a "Spin Off" Technological Development and Innovation in biodegradable, which validates the impact of research developments directly in Science, Technology and Innovation.En este artículo se describen algunas de las experiencias investigativas realizadas en la Universidad del Cauca en el campo de empaques biodegradables utilizando como materia prima los derivados del procesamiento agroindustrial de la yuca (Manihot esculenta Crantz). Se abordan contenidos relacionados con la formación de talento humano, el fortalecimiento de los grupos de investigación participes, el apoyo de entidades gubernamentales como el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural –MADR-, Colciencias y el Sistema General de Regalías, la relación con otras Instituciones de Educación Superior en Colombia y en el exterior, la participación con Centros de Desarrollo Tecnológico, organizaciones de productores e industriales que con su trabajo colaborativo han permitido consolidar y fortalecer la cadena agroindustrial de la yuca en el departamento del Cauca. Además, se describen los procesos en términos de propiedad intelectual como patentes y licenciamientos obtenidos, los cuales fortalecen el grupo de investigación “Ciencia y Tecnología de Biomoléculas de Interés Agroindustrial –CYTBIA-”, líder en el tema de bioplásticos; y se precisa información relacionada con la creación de una “Spin Off” de Desarrollo Tecnológico e Innovación en empaques biodegradables, la cual permite validar el impacto de los desarrollos investigativos directamente en la Ciencia, Tecnología e Innovación. 

Isotermas de adsorción de bioplásticos de harina de yuca moldeados por compresión

Se evaluó la adsorción de agua y el calor isostérico de bioplásticos elabora- dos con harina de dos variedades de yuca (CM 7951-5 y MBRA 383), polvillo de fique y glicerol con la técnica de moldeo por compresión. Las isotermas de adsorción de las muestras poliméricas se realizaron a 15, 25, y 35°C en valores de actividad de agua que variaron entre 0.12 y 0.98, usando un mé- todo gravimétrico. Los valores experimentales de adsorción de agua fueron ajustados usando los modelos de GAB, Caurie, Oswin, Smith, Henderson y Peleg. El calor isostérico de adsorción (Qst) se determinó mediante la ecuación de Clausius-Clapeyron. Los resultados mostraron que el modelo de Peleg se ajustó adecuadamente a valores experimentales de adsorción a 15, 25 y 35°C en las muestras elaboradas con la variedad CM 7951-5 y a 15 y 25°C para la variedad MBRA 383, mientras que el modelo de GAB fue a 35°C para MBRA 383. El calor isostérico de sorción disminuyó con el incremento en el contenido de humedad de equilibrio alcanzándose un valor máximo de 87 Kj/mol y 78 Kj/mol y un mínimo de 44.6 Kj/mol y 44.5 Kj/mol en las muestras elaboradas con CM 7951-5 y MBRA 383 respectivamente

Caracterización morfológica de harina de siete variedades de yuca y polvillo de fique por microscopia óptica de alta resolución -Moar-

Se evaluaron las características morfológicas de siete variedades de harinanativa de yuca y polvillo de fique. Las muestras fueron dispersadas enalbúmina de huevo, posteriormente extendidas sobre placas de vidrio yteñidas con azul de toluidina para su observación al microscopio. Se usóla técnica de microscopía óptica de alta resolución (ñ/IOAR) por contrastediferencial de interferencia (DIC), para observarlas muestras y caracterizarlas imágenes. Se encontraron en las harinas granulos de almidón esféricosy semiesféricos algunos con formas truncadas, y estructuras fibrosas dediferentes formas. En el polvillo de fique se observaron microfibrillas lon¬gitudinales en forma de cintas, celdas y espirales. Este estudio permitiócaracterizar la morfología de las materias primas estudiadas, cuya infor¬mación es punto de partida para la continuidad de su uso en el campo delos materiales biodegradables

Las biopelículas en la industria de alimentos

Algunos microorganismos útiies y bacterias patógenas como por ejemploPseudomonas, Vibrio, Escherichia, Salmonella, Listeria, Streptococcus,Staphyiococcus, IVIycobacteria, tienen la capacidad de adherirse y creceren los alimentos ylo en las superficies que están en contacto con ellosformando biopeiiculas. Estas son significativamente importantes en el cam¬po alimentario porque causan serios problemas que dificultan y perjudicanlas operaciones y los procesos al generar pérdidas de energía, reduccióndel flujo (en tuberías) y transferencia de calor, y taponamiento de porosde membranas, entre otros. Este documento considera los aspectos bio¬lógicos y fisicoquímicos relacionados con la formación y desarrollo de lasbiopeiiculas, lo cual, unido al desarrollo de metodologías de diagnóstico eidentificación, permitirán desarrollar estrategias que faciliten la prevencióny control de la contaminación en la industria de alimentos para mantenerlos sistemas libres de biopeiiculas y favorecer la calidad y seguridad delos alimentos