Se preparó una dispersión de poliuretano (PU) y luego se la utilizó para modificar una mezcla de almidón y alcohol polivinílico (PVA) con alto contenido de almidón (70% en peso). Se prepararon películas, como sistema modelo de recubrimientos, por casting de las dispersiones acuosas de almidón gelatinizado, PVA y PU. Se ensayaron distintas formulaciones Almidón:PVA:PU. El efecto de la relación de cantidad PVA/PU en la morfología, la miscibilidad y las propiedades físicas de los materiales resultantes se investigó mediante variadas técnicas de caracterización de los materiales y sus propiedades fisicoquímicas, de barrera y de resistencia mecánica. Los resultados muestran que la incorporación de PU conduce a una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera

Amalvy, Javier Ignacio

Bertola, Nora

González Forte, Lucía Del Sol

Pardini, Oscar Ricardo

Undetermined

Se preparó una dispersión de poliuretano (PU) y luego se la utilizó para modificar una mezcla de almidón y alcohol polivinílico (PVA) con alto contenido de almidón (70% en peso). Se prepararon películas, como sistema modelo de recubrimientos, por casting de las dispersiones acuosas de almidón gelatinizado, PVA y PU. Se ensayaron distintas formulaciones Almidón:PVA:PU. El efecto de la relación de cantidad PVA/PU en la morfología, la miscibilidad y las propiedades físicas de los materiales resultantes se investigó mediante variadas técnicas de caracterización de los materiales y sus propiedades fisicoquímicas, de barrera y de resistencia mecánica. Los resultados muestran que la incorporación de PU conduce a una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera.Facultad de Ciencias Exacta

González Forte, Lucía del Sol

Bértola, Nora Cristina

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

    Comunicaciones – Materiales y superficies  
 Investigación Joven Vol 3 (1) (2016) 
 
X Jornadas de Becarios del INIFTA – La Plata, 13-16 de octubre 2015      72 
 
DESARROLLO DE MATRICES POLIMÉRICAS ACTIVAS PARA LA PRESERVACIÓN Y EXTENSIÓN DE 
LA VIDA ÚTIL DE QUESOS Y DERIVADOS.  
Lucía González Forte1; Javier I. Amalvy1,2,4,5; Nora Bértola3; Oscar Pardini1,2 
1 Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), (CCT La Plata CONICET- UNLP), Diag. 113 y 64, 1900, La Plata, 
Argentina. 
2 Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA), Camino General Belgrano y 526, 1900, La Plata, Argentina.  
3 Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA, CCT La Plata CONICET- UNLP), calle 47 y 116, 1900, La Plata, 
Argentina. 
4 Cátedra de Materiales Poliméricos de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, calle 1 y 47, 1900, La Plata, Argentina.  
5 Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Materiales (CITEMA), Facultad Regional La Plata (Universidad Tecnológica 
Nacional), 60 y 124, 1900, La Plata, Argentina. 
lucia.g.forte@gmail.com 
 
RESUMEN: Se preparó una dispersión de poliuretano (PU) y luego se la utilizó para modificar una mezcla de almidón y alcohol polivinílico 
(PVA) con alto contenido de almidón (70% en peso). Se prepararon películas, como sistema modelo de recubrimientos, por casting de las 
dispersiones acuosas de almidón gelatinizado, PVA y PU. Se ensayaron distintas formulaciones Almidón:PVA:PU. El efecto de la relación 
de cantidad PVA/PU en la morfología, la miscibilidad y las propiedades físicas de los materiales resultantes se investigó mediante variadas 
técnicas de caracterización de los materiales y sus propiedades fisicoquímicas, de barrera y de resistencia mecánica. Los resultados 
muestran que la incorporación de PU conduce a una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera.  
 
PALABRAS CLAVE: almidón, PVA, películas biodegradables, poliuretano. 
 
 
Hoy en día hay una tendencia creciente de utilizar polímeros naturales 
por las características de ser renovables, biocompatibles, biodegradables 
y en muchos casos económicamente viables. En particular los almidones 
provenientes de diferentes fuentes han sido empleados para elaborar 
recubrimientos para alimentos. Sin embargo requieren de la adición de 
plastificantes para reducir la rigidez y tendencia al agrietado. Una 
práctica común es la incorporación de glicerol o alcohol polivinílico (PVA) 
o combinaciones de ellos [1,2]. Sin embargo la plastificación por glicerol 
es temporaria y puede migrar hacia el alimento. El PVA es un polímero de 
amplio uso en la industria por ser no-tóxico, soluble en agua, 
biocompatible y biodegradable con resistencia química y propiedades 
físicas excelentes. La plastificación empleando PVA como único 
plastificante requiere de la incorporación de cantidades importantes, que 
supera en algunos casos el 50% p/p. Algunos polímeros de alto peso 
molecular pueden actuar también como plastificantes, ya que por su baja 
movilidad se reduce el proceso de migración [3]. 
Es por esto que en este trabajo se reemplaza parte del PVA por un 
poliuretano de muy baja temperatura de transición vítrea, de tal manera 
que pueda actuar como plastificante en pequeñas cantidades y lograr 
películas conteniendo como mínimo 70% p/p de almidón. Las películas 
obtenidas se proponen como recubrimiento para alimentos, por lo cual 
interesan particularmente ciertas propiedades que se presentan a 
continuación.  
Se empleó almidón de maíz (Maizena, Unilever, Argentina), PVA (PM 
13.000-23.000, 98% hidrolizado, Sigma-Aldrich, Argentina)  y un 
poliuretano sintetizado a base de diisocianato de difenilmetano 
hidrogenado (H12MDI, Desmodur W, Bayer) y polipropilenglicol, Mn 2000 
(PPG 2000, Voranol 2120, Dow).  
La dispersión de almidón gelatinizado se preparó a partir de almidón en 
polvo al 3% en agua a 90°C durante 1 hora con agitación magnética. 
La dispersión acuosa de poliuretano se sintetizó siguiendo la técnica del 
prepolímero [4], empleando en este caso un poliol de peso molecular 
2000 (PPG2000). 
El PVA se disolvió en agua a 90 °C durante 24 horas con agitación 
magnética. 
A la dispersión acuosa de poliuretano se le adicionó mediante goteo 
constante, la solución acuosa de PVA y la dispersión de almidón. La 
dispersión obtenida se dejó agitando por 30 minutos. Las dispersiones 
acuosas fueron depositadas en placas niveladas de Teflon® y se dejó 
evaporar el agua a 25°C. Las películas fueron preparadas conteniendo 
70% p/p de almidón y 30% p/p de los polímeros plastificantes PVA y PU 
en relaciones variables.  
La película así formada se retiró y cortó para los diferentes ensayos:  
1. Los espectros FTIR de transmisión y ATR fueron tomados con un 
espectrofotómetro Nicolet 380, entre 4000 y 650 cm-1 con una resolución 
de 4 cm-1 y 64 barridos. Los espectros de ATR fueron corregidos 
acordemente. 
2. El análisis termogravimétrico de los materiales se llevó a cabo con un 
equipo Shimadzu TGA-50. Los estudios se realizaron en modo dinámico a 
una velocidad de calentamiento de 30°C.min-1 desde 20 °C hasta 550 °C, 
bajo una atmósfera inerte de N2 con un caudal de 30 ml.min-1.  
3. El coeficiente de permeabilidad al vapor de agua (WVP) de las películas 
fue determinado gravimétricamente según el método de ensayo ASTM 
E96-95 (Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of 
Materials). En el interior de las celdas se utilizó como desecante sílica gel. 
Las celdas fueron colocadas dentro de un desecador mantenido una  
Comunicaciones – Materiales y superficies - Investigación Joven Vol 3 (1) (2016) 
 
L. González Forte et. al / Inv. Jov. 3 (1) (2016), 72-73 - X Jornadas de Becarios del INIFTA – La Plata, 13-16 de octubre 2015  73 
 
humedad relativa constante de aproximadamente 80 %. Las celdas, una 
vez alcanzado el equilibrio, fueron pesadas diariamente, en balanza 
analítica durante siete días. 
4. Los perfiles mecánicos (curvas de tensión–deformación) se obtuvieron 
mediante el uso de un texturómetro TA.XT2i-Stable Micro Systems 
(Inglaterra). Se cortaron películas de 10 x 0,7 cm y se ensayaron al menos 
10 películas para cada formulación. El módulo de elasticidad (módulo de 
Young, MPa) se calculó según ASTM D882-00 (2001), y también se 
calcularon las tensiones máximas y la elongación máxima. 
 
Los resultados obtenidos para las técnicas mencionadas se resumen a 
continuación: 
En los espectros obtenidos por FT-IR se puede ver que en la región 
correspondiente al enlace C-O hay un incremento de la intensidad de la 
banda en la región de 1020 cm−1,  lo que indicaría una zona de 
características más amorfas y evidenciaría la plastificación de las mezclas 
cuando se incluye PU [5].  
 
Figura 1. Espectros  FTIR de películas almidón/PVA:70/30 (1), 
almidón/PVA/PU:70/25/5 (2) y almidón/PVA/PU:70/15/15 (3) en la 
región de la banda de C-O. 
 
Los estudios de TGA mostraron que, al reemplazar parte del PVA por PU, 
hay un ligero descenso en el agua residual, debido a la baja hidrofilicidad 
del PU. Por otra parte, el residuo final se mantuvo constante para todas 
las formulaciones.  
El análisis de los resultados de WVP mostró que las películas conteniendo 
70% de almidón  y 30 % de  los polímeros plastificantes presentan en 
todos los casos una disminución de la permeabilidad al vapor de agua de 
varios órdenes de magnitud, comparadas con películas de almidón puro 
gelatinizado [6].  
Con respecto a las propiedades mecánicas de tracción, la tensión máxima 
y el módulo elástico para almidón, almidón/PVA y almidón/PVA/PU con 
diferentes composiciones no mostraron cambios importantes. 
Cuando se estudió la elongación máxima de las películas, se obtuvieron 
los siguientes resultados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Elongación máxima  de películas de almidón puro, almidón/PVA 
70/30 y almidón/PVA/PU en relación 70/25/5. 
 
Como se puede observar en el gráfico, la incorporación de plastificante 
mejora la elongación máxima, obteniéndose el mayor valor para las 
películas que contienen 25 % de PVA y 5 % de PU.  
Como conclusión, el agregado de pequeñas cantidades de PU, cambia 
significativamente las propiedades de la mezcla de almidón gelatinizado y 
PVA debido a las interacciones de los tres componentes. Las mezclas 
resultantes dan películas con mejores propiedades mecánicas y de 
barrera. 
 
AGRADECIMIENTOS 
Los autores agradecen a la CIC, CONICET y a la ANPCyT (PICT 2011- 
0238) por el apoyo económico. 
 
REFERENCIAS 
 [1] R. Jayasekara, I. Harding, I. Bowater, G.B. Christie, G.T. Lonergan 
“Preparation, surface modification and characterisation of solution cast 
starch PVA blended films”, Polym. Test., 23, 2004, 17-27. 
[2] M.A. Khan, S.K. Bhattacharia, M.A. Kader, K. Bahari, “Preparation and 
characterization of ultra violet (UV) radiation cured bio-degradable films 
of sago starch/PVA blend”, Carbohydr. Polym, ,63, 2006, 500-506. 
[3] G. A. Pedersen, L. K. Jensen, A. Fankhauser, S. Biedermann, J. H. 
Petersen, B. Fabech, “Migration of epoxidized soybean oil (ESBO) and 
phthalates from twist closures into food and enforcement of the overall 
migration limit”, Food Adit. Contam., 25, 2008, 503-510. 
[4] O.R. Pardini, J.I. Amalvy, “FTIR, 1H-NMR spectra, and thermal 
characterization of water-based polyurethane/acrylic hybrids”, J. Appl. 
Polym. Sci., 107, 2008, 1207-1214.  
[5] M.F. Benmerad, S. Djadoun, Z.A. Alothman, T. Aouak, “Miscibility study 
of poly (vinyl chloride)/poly (methyl methacrylate-co-4-vinylpyridine) 
by viscosimetry, DSC, and FTIR”,  J. Appl. Polym. Sci. 119, 2011, 173-182. 
[6] M.A. García, A. Pinotti, M.N. Martino, N.E. Zaritzky, Edible Films and 
Coatings for Food Applications. M.E. Embuscado, K.C. Huber (eds.),  1ra 
edición, 2009, 169 - 209.  
 


Spanish

Desarrollo de matrices poliméricas activas para la preservación y extensión de la vida útil de quesos y derivados

Se preparó una dispersión de poliuretano (PU) y luego se la utilizó para modificar una mezcla de almidón y alcohol polivinílico (PVA) con alto contenido de almidón (70% en peso). Se prepararon películas, como sistema modelo de recubrimientos, por casting de las dispersiones acuosas de almidón gelatinizado, PVA y PU. Se ensayaron distintas formulaciones Almidón:PVA:PU. El efecto de la relación de cantidad PVA/PU en la morfología, la miscibilidad y las propiedades físicas de los materiales resultantes se investigó mediante variadas técnicas de caracterización de los materiales y sus propiedades fisicoquímicas, de barrera y de resistencia mecánica. Los resultados muestran que la incorporación de PU conduce a una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera.Fil: González Forte, Lucía del Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Amalvy, Javier Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Bertola, Nora Cristina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Pardini, Oscar Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentin

Amalvy, Javier

Bertola, Nora Cristina

LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas

    Comunicaciones – Materiales y superficies   Investigación Joven Vol 3 (1) (2016)  X Jornadas de Becarios del INIFTA – La Plata, 13-16 de octubre 2015      72  DESARROLLO DE MATRICES POLIMÉRICAS ACTIVAS PARA LA PRESERVACIÓN Y EXTENSIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE QUESOS Y DERIVADOS.  Lucía González Forte 1; Javier I. Amalvy 1,2,4,5; Nora Bértola 3; Oscar Pardini 1,2 1 Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), (CCT La Plata CONICET- UNLP), Diag. 113 y 64, 1900, La Plata, Argentina. 2 Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA), Camino General Belgrano y 526, 1900, La Plata, Argentina.  3 Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA, CCT La Plata CONICET- UNLP), calle 47 y 116, 1900, La Plata, Argentina. 4 Cátedra de Materiales Poliméricos de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, calle 1 y 47, 1900, La Plata, Argentina.  5 Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Materiales (CITEMA), Facultad Regional La Plata (Universidad Tecnológica Nacional), 60 y 124, 1900, La Plata, Argentina. lucia.g.forte@gmail.com  RESUMEN: Se preparó una dispersión de poliuretano (PU) y luego se la utilizó para modificar una mezcla de almidón y alcohol polivinílico (PVA) con alto contenido de almidón (70% en peso). Se prepararon películas, como sistema modelo de recubrimientos, por casting de las dispersiones acuosas de almidón gelatinizado, PVA y PU. Se ensayaron distintas formulaciones Almidón:PVA:PU. El efecto de la relación de cantidad PVA/PU en la morfología, la miscibilidad y las propiedades físicas de los materiales resultantes se investigó mediante variadas técnicas de caracterización de los materiales y sus propiedades fisicoquímicas, de barrera y de resistencia mecánica. Los resultados muestran que la incorporación de PU conduce a una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera.   PALABRAS CLAVE: almidón, PVA, películas biodegradables, poliuretano.   Hoy en día hay una tendencia creciente de utilizar polímeros naturales por las características de ser renovables, biocompatibles, biodegradables y en muchos casos económicamente viables. En particular los almidones provenientes de diferentes fuentes han sido empleados para elaborar recubrimientos para alimentos. Sin embargo requieren de la adición de plastificantes para reducir la rigidez y tendencia al agrietado. Una práctica común es la incorporación de glicerol o alcohol polivinílico (PVA) o combinaciones de ellos [1,2]. Sin embargo la plastificación por glicerol es temporaria y puede migrar hacia el alimento. El PVA es un polímero de amplio uso en la industria por ser no-tóxico, soluble en agua, biocompatible y biodegradable con resistencia química y propiedades físicas excelentes. La plastificación empleando PVA como único plastificante requiere de la incorporación de cantidades importantes, que supera en algunos casos el 50% p/p. Algunos polímeros de alto peso molecular pueden actuar también como plastificantes, ya que por su baja movilidad se reduce el proceso de migración [3]. Es por esto que en este trabajo se reemplaza parte del PVA por un poliuretano de muy baja temperatura de transición vítrea, de tal manera que pueda actuar como plastificante en pequeñas cantidades y lograr películas conteniendo como mínimo 70% p/p de almidón. Las películas obtenidas se proponen como recubrimiento para alimentos, por lo cual interesan particularmente ciertas propiedades que se presentan a continuación.  Se empleó almidón de maíz (Maizena, Unilever, Argentina), PVA (PM 13.000-23.000, 98% hidrolizado, Sigma-Aldrich, Argentina)  y un poliuretano sintetizado a base de diisocianato de difenilmetano hidrogenado (H12MDI, Desmodur W, Bayer) y polipropilenglicol, Mn 2000 (PPG 2000, Voranol 2120, Dow).  La dispersión de almidón gelatinizado se preparó a partir de almidón en polvo al 3% en agua a 90°C durante 1 hora con agitación magnética. La dispersión acuosa de poliuretano se sintetizó siguiendo la técnica del prepolímero [4], empleando en este caso un poliol de peso molecular 2000 (PPG2000). El PVA se disolvió en agua a 90 °C durante 24 horas con agitación magnética. A la dispersión acuosa de poliuretano se le adicionó mediante goteo constante, la solución acuosa de PVA y la dispersión de almidón. La dispersión obtenida se dejó agitando por 30 minutos. Las dispersiones acuosas fueron depositadas en placas niveladas de Teflon® y se dejó evaporar el agua a 25°C. Las películas fueron preparadas conteniendo 70% p/p de almidón y 30% p/p de los polímeros plastificantes PVA y PU en relaciones variables.  La película así formada se retiró y cortó para los diferentes ensayos:  1. Los espectros FTIR de transmisión y ATR fueron tomados con un espectrofotómetro Nicolet 380, entre 4000 y 650 cm-1 con una resolución de 4 cm-1 y 64 barridos. Los espectros de ATR fueron corregidos acordemente. 2. El análisis termogravimétrico de los materiales se llevó a cabo con un equipo Shimadzu TGA-50. Los estudios se realizaron en modo dinámico a una velocidad de calentamiento de 30°C.min-1 desde 20 °C hasta 550 °C, bajo una atmósfera inerte de N2 con un caudal de 30 ml.min-1.  3. El coeficiente de permeabilidad al vapor de agua (WVP) de las películas fue determinado gravimétricamente según el método de ensayo ASTM E96-95 (Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials). En el interior de las celdas se utilizó como desecante sílica gel. Las celdas fueron colocadas dentro de un desecador mantenido una  Comunicaciones – Materiales y superficies - Investigación Joven Vol 3 (1) (2016)  L. González Forte et. al / Inv. Jov. 3 (1) (2016), 72-73 - X Jornadas de Becarios del INIFTA – La Plata, 13-16 de octubre 2015  73  humedad relativa constante de aproximadamente 80 %. Las celdas, una vez alcanzado el equilibrio, fueron pesadas diariamente, en balanza analítica durante siete días. 4. Los perfiles mecánicos (curvas de tensión–deformación) se obtuvieron mediante el uso de un texturómetro TA.XT2i-Stable Micro Systems (Inglaterra). Se cortaron películas de 10 x 0,7 cm y se ensayaron al menos 10 películas para cada formulación. El módulo de elasticidad (módulo de Young, MPa) se calculó según ASTM D882-00 (2001), y también se calcularon las tensiones máximas y la elongación máxima.  Los resultados obtenidos para las técnicas mencionadas se resumen a continuación: En los espectros obtenidos por FT-IR se puede ver que en la región correspondiente al enlace C-O hay un incremento de la intensidad de la banda en la región de 1020 cm−1,  lo que indicaría una zona de características más amorfas y evidenciaría la plastificación de las mezclas cuando se incluye PU [5].   Figura 1. Espectros  FTIR de películas almidón/PVA:70/30 (1), almidón/PVA/PU:70/25/5 (2) y almidón/PVA/PU:70/15/15 (3) en la región de la banda de C-O.  Los estudios de TGA mostraron que, al reemplazar parte del PVA por PU, hay un ligero descenso en el agua residual, debido a la baja hidrofilicidad del PU. Por otra parte, el residuo final se mantuvo constante para todas las formulaciones.  El análisis de los resultados de WVP mostró que las películas conteniendo 70% de almidón  y 30 % de  los polímeros plastificantes presentan en todos los casos una disminución de la permeabilidad al vapor de agua de varios órdenes de magnitud, comparadas con películas de almidón puro gelatinizado [6].  Con respecto a las propiedades mecánicas de tracción, la tensión máxima y el módulo elástico para almidón, almidón/PVA y almidón/PVA/PU con diferentes composiciones no mostraron cambios importantes. Cuando se estudió la elongación máxima de las películas, se obtuvieron los siguientes resultados:          Figura 2. Elongación máxima  de películas de almidón puro, almidón/PVA 70/30 y almidón/PVA/PU en relación 70/25/5.  Como se puede observar en el gráfico, la incorporación de plastificante mejora la elongación máxima, obteniéndose el mayor valor para las películas que contienen 25 % de PVA y 5 % de PU.  Como conclusión, el agregado de pequeñas cantidades de PU, cambia significativamente las propiedades de la mezcla de almidón gelatinizado y PVA debido a las interacciones de los tres componentes. Las mezclas resultantes dan películas con mejores propiedades mecánicas y de barrera.  AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la CIC, CONICET y a la ANPCyT (PICT 2011- 0238) por el apoyo económico.  REFERENCIAS  [1] R. Jayasekara, I. Harding, I. Bowater, G.B. Christie, G.T. Lonergan “Preparation, surface modification and characterisation of solution cast starch PVA blended films”, Polym. Test., 23, 2004, 17-27. [2] M.A. Khan, S.K. Bhattacharia, M.A. Kader, K. Bahari, “Preparation and characterization of ultra violet (UV) radiation cured bio-degradable films of sago starch/PVA blend”, Carbohydr. Polym, ,63, 2006, 500-506. [3] G. A. Pedersen, L. K. Jensen, A. Fankhauser, S. Biedermann, J. H. Petersen, B. Fabech, “Migration of epoxidized soybean oil (ESBO) and phthalates from twist closures into food and enforcement of the overall migration limit”, Food Adit. Contam., 25, 2008, 503-510. [4] O.R. Pardini, J.I. Amalvy, “FTIR, 1H-NMR spectra, and thermal characterization of water-based polyurethane/acrylic hybrids”, J. Appl. Polym. Sci., 107, 2008, 1207-1214.  [5] M.F. Benmerad, S. Djadoun, Z.A. Alothman, T. Aouak, “Miscibility study of poly (vinyl chloride)/poly (methyl methacrylate-co-4-vinylpyridine) by viscosimetry, DSC, and FTIR”,  J. Appl. Polym. Sci. 119, 2011, 173-182. [6] M.A. García, A. Pinotti, M.N. Martino, N.E. Zaritzky, Edible Films and Coatings for Food Applications. M.E. Embuscado, K.C. Huber (eds.),  1ra edición, 2009, 169 - 209.   

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    Comunicaciones – Materiales y superficies   Investigación Joven Vol 3 (1) (2016)  X Jornadas de Becarios del INIFTA – La Plata, 13-16 de octubre 2015      72  DESARROLLO DE MATRICES POLIMÉRICAS ACTIVAS PARA LA PRESERVACIÓN Y EXTENSIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE QUESOS Y DERIVADOS.  Lucía González Forte1; Javier I. Amalvy1,2,4,5; Nora Bértola3; Oscar Pardini1,2 1 Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), (CCT La Plata CONICET- UNLP), Diag. 113 y 64, 1900, La Plata, Argentina. 2 Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA), Camino General Belgrano y 526, 1900, La Plata, Argentina.  3 Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA, CCT La Plata CONICET- UNLP), calle 47 y 116, 1900, La Plata, Argentina. 4 Cátedra de Materiales Poliméricos de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, calle 1 y 47, 1900, La Plata, Argentina.  5 Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Materiales (CITEMA), Facultad Regional La Plata (Universidad Tecnológica Nacional), 60 y 124, 1900, La Plata, Argentina. lucia.g.forte@gmail.com  RESUMEN: Se preparó una dispersión de poliuretano (PU) y luego se la utilizó para modificar una mezcla de almidón y alcohol polivinílico (PVA) con alto contenido de almidón (70% en peso). Se prepararon películas, como sistema modelo de recubrimientos, por casting de las dispersiones acuosas de almidón gelatinizado, PVA y PU. Se ensayaron distintas formulaciones Almidón:PVA:PU. El efecto de la relación de cantidad PVA/PU en la morfología, la miscibilidad y las propiedades físicas de los materiales resultantes se investigó mediante variadas técnicas de caracterización de los materiales y sus propiedades fisicoquímicas, de barrera y de resistencia mecánica. Los resultados muestran que la incorporación de PU conduce a una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera.   PALABRAS CLAVE: almidón, PVA, películas biodegradables, poliuretano.   Hoy en día hay una tendencia creciente de utilizar polímeros naturales por las características de ser renovables, biocompatibles, biodegradables y en muchos casos económicamente viables. En particular los almidones provenientes de diferentes fuentes han sido empleados para elaborar recubrimientos para alimentos. Sin embargo requieren de la adición de plastificantes para reducir la rigidez y tendencia al agrietado. Una práctica común es la incorporación de glicerol o alcohol polivinílico (PVA) o combinaciones de ellos [1,2]. Sin embargo la plastificación por glicerol es temporaria y puede migrar hacia el alimento. El PVA es un polímero de amplio uso en la industria por ser no-tóxico, soluble en agua, biocompatible y biodegradable con resistencia química y propiedades físicas excelentes. La plastificación empleando PVA como único plastificante requiere de la incorporación de cantidades importantes, que supera en algunos casos el 50% p/p. Algunos polímeros de alto peso molecular pueden actuar también como plastificantes, ya que por su baja movilidad se reduce el proceso de migración [3]. Es por esto que en este trabajo se reemplaza parte del PVA por un poliuretano de muy baja temperatura de transición vítrea, de tal manera que pueda actuar como plastificante en pequeñas cantidades y lograr películas conteniendo como mínimo 70% p/p de almidón. Las películas obtenidas se proponen como recubrimiento para alimentos, por lo cual interesan particularmente ciertas propiedades que se presentan a continuación.  Se empleó almidón de maíz (Maizena, Unilever, Argentina), PVA (PM 13.000-23.000, 98% hidrolizado, Sigma-Aldrich, Argentina)  y un poliuretano sintetizado a base de diisocianato de difenilmetano hidrogenado (H12MDI, Desmodur W, Bayer) y polipropilenglicol, Mn 2000 (PPG 2000, Voranol 2120, Dow).  La dispersión de almidón gelatinizado se preparó a partir de almidón en polvo al 3% en agua a 90°C durante 1 hora con agitación magnética. La dispersión acuosa de poliuretano se sintetizó siguiendo la técnica del prepolímero [4], empleando en este caso un poliol de peso molecular 2000 (PPG2000). El PVA se disolvió en agua a 90 °C durante 24 horas con agitación magnética. A la dispersión acuosa de poliuretano se le adicionó mediante goteo constante, la solución acuosa de PVA y la dispersión de almidón. La dispersión obtenida se dejó agitando por 30 minutos. Las dispersiones acuosas fueron depositadas en placas niveladas de Teflon® y se dejó evaporar el agua a 25°C. Las películas fueron preparadas conteniendo 70% p/p de almidón y 30% p/p de los polímeros plastificantes PVA y PU en relaciones variables.  La película así formada se retiró y cortó para los diferentes ensayos:  1. Los espectros FTIR de transmisión y ATR fueron tomados con un espectrofotómetro Nicolet 380, entre 4000 y 650 cm-1 con una resolución de 4 cm-1 y 64 barridos. Los espectros de ATR fueron corregidos acordemente. 2. El análisis termogravimétrico de los materiales se llevó a cabo con un equipo Shimadzu TGA-50. Los estudios se realizaron en modo dinámico a una velocidad de calentamiento de 30°C.min-1 desde 20 °C hasta 550 °C, bajo una atmósfera inerte de N2 con un caudal de 30 ml.min-1.  3. El coeficiente de permeabilidad al vapor de agua (WVP) de las películas fue determinado gravimétricamente según el método de ensayo ASTM E96-95 (Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials). En el interior de las celdas se utilizó como desecante sílica gel. Las celdas fueron colocadas dentro de un desecador mantenido una  Comunicaciones – Materiales y superficies - Investigación Joven Vol 3 (1) (2016)  L. González Forte et. al / Inv. Jov. 3 (1) (2016), 72-73 - X Jornadas de Becarios del INIFTA – La Plata, 13-16 de octubre 2015  73  humedad relativa constante de aproximadamente 80 %. Las celdas, una vez alcanzado el equilibrio, fueron pesadas diariamente, en balanza analítica durante siete días. 4. Los perfiles mecánicos (curvas de tensión–deformación) se obtuvieron mediante el uso de un texturómetro TA.XT2i-Stable Micro Systems (Inglaterra). Se cortaron películas de 10 x 0,7 cm y se ensayaron al menos 10 películas para cada formulación. El módulo de elasticidad (módulo de Young, MPa) se calculó según ASTM D882-00 (2001), y también se calcularon las tensiones máximas y la elongación máxima.  Los resultados obtenidos para las técnicas mencionadas se resumen a continuación: En los espectros obtenidos por FT-IR se puede ver que en la región correspondiente al enlace C-O hay un incremento de la intensidad de la banda en la región de 1020 cm−1,  lo que indicaría una zona de características más amorfas y evidenciaría la plastificación de las mezclas cuando se incluye PU [5].   Figura 1. Espectros  FTIR de películas almidón/PVA:70/30 (1), almidón/PVA/PU:70/25/5 (2) y almidón/PVA/PU:70/15/15 (3) en la región de la banda de C-O.  Los estudios de TGA mostraron que, al reemplazar parte del PVA por PU, hay un ligero descenso en el agua residual, debido a la baja hidrofilicidad del PU. Por otra parte, el residuo final se mantuvo constante para todas las formulaciones.  El análisis de los resultados de WVP mostró que las películas conteniendo 70% de almidón  y 30 % de  los polímeros plastificantes presentan en todos los casos una disminución de la permeabilidad al vapor de agua de varios órdenes de magnitud, comparadas con películas de almidón puro gelatinizado [6].  Con respecto a las propiedades mecánicas de tracción, la tensión máxima y el módulo elástico para almidón, almidón/PVA y almidón/PVA/PU con diferentes composiciones no mostraron cambios importantes. Cuando se estudió la elongación máxima de las películas, se obtuvieron los siguientes resultados:          Figura 2. Elongación máxima  de películas de almidón puro, almidón/PVA 70/30 y almidón/PVA/PU en relación 70/25/5.  Como se puede observar en el gráfico, la incorporación de plastificante mejora la elongación máxima, obteniéndose el mayor valor para las películas que contienen 25 % de PVA y 5 % de PU.  Como conclusión, el agregado de pequeñas cantidades de PU, cambia significativamente las propiedades de la mezcla de almidón gelatinizado y PVA debido a las interacciones de los tres componentes. Las mezclas resultantes dan películas con mejores propiedades mecánicas y de barrera.  AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la CIC, CONICET y a la ANPCyT (PICT 2011- 0238) por el apoyo económico.  REFERENCIAS  [1] R. Jayasekara, I. Harding, I. Bowater, G.B. Christie, G.T. Lonergan “Preparation, surface modification and characterisation of solution cast starch PVA blended films”, Polym. Test., 23, 2004, 17-27. [2] M.A. Khan, S.K. Bhattacharia, M.A. Kader, K. Bahari, “Preparation and characterization of ultra violet (UV) radiation cured bio-degradable films of sago starch/PVA blend”, Carbohydr. Polym, ,63, 2006, 500-506. [3] G. A. Pedersen, L. K. Jensen, A. Fankhauser, S. Biedermann, J. H. Petersen, B. Fabech, “Migration of epoxidized soybean oil (ESBO) and phthalates from twist closures into food and enforcement of the overall migration limit”, Food Adit. Contam., 25, 2008, 503-510. [4] O.R. Pardini, J.I. Amalvy, “FTIR, 1H-NMR spectra, and thermal characterization of water-based polyurethane/acrylic hybrids”, J. Appl. Polym. Sci., 107, 2008, 1207-1214.  [5] M.F. Benmerad, S. Djadoun, Z.A. Alothman, T. Aouak, “Miscibility study of poly (vinyl chloride)/poly (methyl methacrylate-co-4-vinylpyridine) by viscosimetry, DSC, and FTIR”,  J. Appl. Polym. Sci. 119, 2011, 173-182. [6] M.A. García, A. Pinotti, M.N. Martino, N.E. Zaritzky, Edible Films and Coatings for Food Applications. M.E. Embuscado, K.C. Huber (eds.),  1ra edición, 2009, 169 - 209.   

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Desarrollo de matrices poliméricas activas para la preservación y extensión de la vida útil de quesos y derivados

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