Estudios comparativos de almidones termoplásticos de maíz con diferentes contenidos de amilosa

Comparative Studies of Corn Thermoplastic Starches with Different Amylose Content

Los almidones de maíz con aproximadamente 72% y 100% de amilopectina se procesaron en un mezclador intensivo conectado a un reómetro dinamométrico en presencia de glicerol (plastificante) a 160ºC. Los almidones termoplásticos se acondicionaron a 53 ± 2% de humedad relativa durante dos semanas y se caracterizaron por difracción de rayos X, ensayo de tracción y análisis mecánico dinámico (AMD). El almidón con menor contenido en amilopectina presentó mayor viscosidad durante el procesado, lo que se atribuyó a las cadenas lineales de amilosa. Los almidones termoplásticos TPS1 (72% de amilopectina) y TPS2 (100% de amilopectina) no mostraron diferencias significativas en la absorción de agua. Tras dos semanas de envejecimiento, el TPS1 presentaba una estructura semicristalina, mientras que el TPS2 presentaba una estructura amorfa. Tras seis semanas, la cristalinidad de TPS1 aumentó y se pudo detectar cierto comportamiento cristalino en TPS2. Las propiedades mecánicas y dinámicas mecánicas se vieron afectadas por la cristalinidad del almidón, que es una función de la relación amilosa/amilopectina.

INTRODUCCIÓN

El almidón se emplea en diversas industrias, incluyendo la alimentaria, cosmética, farmacéutica, papelera y textil, debido a su biodegradabilidad, bajo coste y disponibilidad. En aplicaciones termoplásticas, se utiliza para fabricar envases, macetas, platos y cubiertos desechables.

El almidón nativo o natural posee una estructura granular y semicristalina, compuesta por amilosa y amilopectina. La amilosa tiene cadenas lineales y una masa molar de 10^1-10^2 kg/mol, mientras que la amilopectina es ramificada y tiene una masa molar de 10^4-10^6 kg/mol. La cristalinidad de los gránulos de almidón se debe en gran medida a la amilopectina, aunque la amilosa también contribuye debido a su conformación lineal que dificulta la asociación con otras cadenas. El almidón se clasifica en tres tipos basados en su estructura cristalina: tipo «A» para cereales, tipo «B» para tubérculos y tipo «C» para una mezcla de los tipos «A» y «B».

Para obtener almidón termoplástico (TPS), es necesario destruir la estructura semicristalina del almidón nativo. Este proceso se realiza calentando el almidón con un plastificante, como agua o glicerol, a temperaturas entre 90 y 180 °C. Bajo estas condiciones, el almidón se funde y se convierte en un material amorfo. El TPS se puede procesar utilizando equipos convencionales como extrusoras, máquinas de moldeo por inyección y mezcladoras intensivas.