Caracterización nanoscópica superficial y fisicoquímica de películas de almidón extraído de zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza), con arcillas de caolín y bentonita como aditivos
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Date
2024-08
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Biotecnología
Abstract
On a global scale, millions of tons of plastic are produced, mostly for single-use purposes with limited recyclability. Almost all raw materials used in plastic manufacturing come from petroleum-derived resources. Tons of these residues end up deposited in lakes, rivers, and seas, breaking down into microplastics and nanoplastics present in the environment. This pollution directly impacts all forms of life. Therefore, replacing synthetic polymers with starch-based bioplastic films represents a beneficial alternative. This research study focuses on the analysis of the surface nanoscopic structure and physicochemical characterization of starch films derived from white carrot (Arracacia xanthorrhiza), with additives of bentonite and kaolin. These clay additives induce changes in the films' properties at both microscopic and physicochemical levels. To effectively apply these composite films, understanding their properties is essential, and many influencing factors can be explained by phenomena observed at the nanoscopic level. Characterization revealed significant differences between the two types of additives, contrasting their physicochemical properties such as moisture content, total soluble matter, mechanical properties, opacity, and visual and color appearance. This comparison was based on analyses supplemented with topography images obtained through tapping mode atomic force microscopy. Results indicate that films with bentonite exhibit irregular topography, whereas those with kaolin show a more homogeneous structure.
Description
A nivel global, se producen millones de toneladas de plástico, la mayoría destinadas a un solo uso y con una reciclabilidad limitada. Casi toda la materia prima utilizada en la fabricación de plásticos proviene de recursos derivados del petróleo. Toneladas de estos residuos acaban depositadas en lagos, ríos y mares, descomponiéndose en microplásticos y nanoplásticos presentes en el ambiente. Esta contaminación tiene un impacto directo en todas las formas de vida. Por ello, la sustitución de polímeros sintéticos por biopelículas de almidón representa una alternativa beneficiosa. Este estudio de investigación se centra en el análisis de la estructura nanoscópica superficial y la caracterización fisicoquímica de películas de almidón derivado de zanahoria blanca (Arracacia xanthorrhiza), con aditivos de bentonita y caolín. Estos aditivos de arcilla provocan cambios en las propiedades de las películas tanto a nivel microscópico como fisicoquímico. Para darles una aplicación adecuada a este tipo de películas compuestas, es necesario conocer sus propiedades, y muchos de los factores que las influyen pueden explicarse mediante fenómenos observados a nivel nanoscópico. La caracterización reveló notables diferencias entre ambos tipos de aditivos, contrastando sus propiedades fisicoquímicas como el contenido de humedad, la materia soluble total, las propiedades mecánicas, la opacidad, y el aspecto visual y de color. Esta comparativa se basó en análisis complementados con imágenes de topografía obtenidas mediante microscopía de fuerza atómica en modo tapping. Los resultados indican que las películas con bentonita presentan una topografía irregular, mientras que aquellas con caolín muestran una estructura más homogénea.
Keywords
NANOCIENCIA, BIOPELÍCULAS, BIOMATERIALES, PELÍCULAS DE ALMIDÓN, TUBÉRCULOS ANDINOS, ZANAHORIA BLANCA, CAOLÍN, BENTONITA