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Empaques a base de almidón de yuca, versátiles y biodegradables

agenciadenoticias.unal.- El grupo de investigación en Procesos Químicos y Bioquímicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), que busca soluciones sostenibles y con menor impacto ambiental, identificó en la yuca una materia prima versátil y fácil de procesar en diversas formas, por lo que se puede aprovechar como componente principal en la elaboración de empaques que reduzcan el uso de plásticos y materiales no biodegradables.

Almidón de yuca. Archivo
También conocida como mandioca o casava, la yuca es el quinto cultivo agrícola más importante del país, después de la caña panelera, el plátano, la papa y el arroz.

Según el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (Minagricultura), en el segundo semestre de 2020 se comercializaron en el mercado mayorista nacional unas 81.307 toneladas de yuca, lo que representa alrededor del 3 % del volumen anual estimado para este cultivo.

Así se obtuvo

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Profesor Néstor Ariel Algecira Enciso, del Departamento
de Ingeniería Química y Ambiental de la UNAL.
Foto- Nicol Torres, Unimedios.
Para elaborar las películas biodegradables, los profesores Néstor Ariel Algecira Enciso y Jairo Ernesto Perilla, del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la UNAL, diseñaron un método de experimentación que les permitió modificar un almidón natural proporcionado por dos fábricas nacionales.

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En el proceso se gelatiniza el almidón al mezclarlo con
agua y se calienta para formar una consistencia viscosa.
Foto- Nicol Torres, Unimedios.
El proceso se hizo mediante reacciones químicas y enzimáticas, y se incorporaron plastificantes naturales para mejorar la flexibilidad y resistencia de las películas resultantes.

El primer paso fue gelatinizar el almidón; para lograrlo, se mezcla con agua y se calienta para formar una mezcla viscosa. La gelatinización implica la ruptura de las estructuras del almidón y la absorción de agua, lo que resulta en una mezcla viscosa y homogénea.

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En el proceso la mezcla se somete a diferentes
temperaturas para obtener la consistencia ideal.
Foto- Nicol Torres, Unimedios.
“La temperatura y el tiempo de gelatinización son factores esenciales que influyen en las propiedades finales de las películas”, explica el profesor Algecira, coordinador de Laboratorios de la Facultad de Ingeniería.

Luego, para mejorar la flexibilidad y resistencia de las películas, a la mezcla de almidón gelatinizado se le incorporan plastificantes naturales como glicerol o sorbitol, que ayudan a reducir la rigidez de las películas y permiten que se adapten a diferentes formas y tamaños.

Esterificación, ¿cómo funciona?

La esterificación es uno de los aspectos innovadores de la metodología aplicada en el estudio. En esta etapa se introduce un ácido orgánico –como el cítrico o el málico– para promover la “esterificación”, una reacción química que implica el entrecruzamiento de cadenas de almidón, lo que aumenta la resistencia y la estabilidad de las películas resultantes.

Después de este proceso, la mezcla de almidón gelatinizado, plastificantes y ácidos se pone en moldes a altas temperaturas y luego se seca a 40 °C para eliminar el exceso de agua y promover la formación de una película sólida que une a cada uno de los componentes.

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La película se degrada un 80 % en apenas un mes.
Foto- Nicol Torres, Unimedios.
Cuando las películas están completamente secas se someten a una serie de pruebas y análisis para evaluar sus propiedades físicas, mecánicas y de biodegradación que incluyen resistencia a la tracción, flexibilidad, solubilidad, permeabilidad y capacidad de biodegradación en condiciones controladas.

“En las pruebas que hicimos con muchas muestras, identificamos que, en las proporciones adecuadas de cada insumo, la película aumenta su hidrofobicidad, modifica la permeabilidad al vapor de agua, son flexibles y más resistentes, y en las pruebas de biodegradación vimos que en un mes el material se degradaba un 80 %, lo cual nos indica que tiene un buen desempeño”, explica el profesor Algecira.

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Muestras de las películas de hidrolizados de almidón de yuca.
Foto- Néstor Ariel Algecira Enciso, profesor del Departamento
de Ingeniería Química y Ambiental de la UNAL.
Este innovador desarrollo representa un paso importante hacia la sustentabilidad en la industria alimentaria, pues el uso de materias primas como el almidón de yuca para crear estas películas no solo reduce la dependencia de materiales plásticos no biodegradables, sino que también impulsa la economía local al fomentar el uso de recursos naturales disponibles en el país.

Importante.

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