Biopelículas a base de pectina de cáscara de naranja (Citrus sinensis): Caracterización física, química y estructural

Melissa Monserrat Ramos-Alvarado; María Teresa Cadenas-González; Gloria Ivette Bolio-López; Gabriela Leo-Avelino; Alfredo Maciel-Cerda; Carlos Castañeda-Castañeda; José Juan Ramos-Valencia

doi:10.17268/agroind.sci.2020.03.08

Authors

Melissa Monserrat Ramos-Alvarado División Académica de Ciencias Básicas e Ingeniería. Universidad Popular de la Chontalpa, Carr. Fed. Cárdenas-Huimanguillo, C.P. 86556. Cárdenas, Tabasco. http://orcid.org/0000-0003-2486-3516
María Teresa Cadenas-González Ingeniería de Plantas. Centro de Tecnología Avanzada (CIATEQ, A.C.), C. 23 de agosto, No. 213. Col. Jesús García. C.P. 86040. Villahermosa, Tabasco. http://orcid.org/0000-0001-5889-6143
Gloria Ivette Bolio-López División Académica de Ciencias Básicas e Ingeniería. Universidad Popular de la Chontalpa, Carr. Fed. Cárdenas-Huimanguillo, C.P. 86556. Cárdenas, Tabasco. http://orcid.org/0000-0002-0894-2583
Gabriela Leo-Avelino Ingeniería de Plantas. Centro de Tecnología Avanzada (CIATEQ, A.C.), C. 23 de agosto, No. 213. Col. Jesús García. C.P. 86040. Villahermosa, Tabasco. http://orcid.org/0000-0002-4937-376X
Alfredo Maciel-Cerda Laboratorio de Ingeniería de tejidos. Instituto de Investigaciones en Materiales. Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Av. Universidad 3000, Copilco, Cd. Universitaria, C.P., 04510 Ciudad de México http://orcid.org/0000-0002-3990-3720
Carlos Castañeda-Castañeda Dirección de Ingeniería de Plantas. Centro de Tecnología Avanzada (CIATEQ, A.C.). Av. del Retablo 150 Col. Constituyentes Fovissste. Querétaro. http://orcid.org/0000-0003-1351-8653
José Juan Ramos-Valencia Dirección de Ingeniería de Plantas. Centro de Tecnología Avanzada (CIATEQ, A.C.). Av. del Retablo 150 Col. Constituyentes Fovissste. Querétaro. http://orcid.org/0000-0003-1773-0117

DOI:

https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2020.03.08

Abstract

La naranja es uno de los cultivos con mayor plantación en México y se visualiza un crecimiento para los próximos años. Derivado de las actividades de la agroindustria se producen residuos de cáscara de naranja, la cual por su alto contenido de pectina es apropiado para obtener bioplásticos, el cual es el objetivo principal de este trabajo. La extracción de la pectina se realizó mediante hidrólisis ácida, utilizando ácido cítrico al 0,1% y como agente plastificante glicerol a concentraciones de 3%, 4% y 5% para determinar la resistencia y rigidez óptima de la biopelícula. Se obtuvieron biopelículas flexibles, libres de poros y espacios intersticiales en la superficie del material. La biopelícula con composición de glicerol al 5% presentó características uniformes, con mejor flexibilidad y apariencia física en comparación con los de 3% y 4%. Mediante el análisis del FTIR se determinó que el polímero (pectina) mostró una banda característica de absorción del grupo -OH a 3300 cm^-1, del grupo C-O a 1023 cm^-1 y para el grupo COOH a 1732 cm^-1 característica de un material biodegradable. De acuerdo con el análisis elemental de la biopelícula, se encontró que está compuesta por C, H, N y S, lo cual lo hace un material biodegradable no tóxico y amigable con el ambiente.

References

Ahmad, F.C. 2015. A review: natural fiber composites selection in view of mechanical, light weight, and economic properties. Macromolecular Materials and Engineering 300(1): 10-24.

Bátori, V.; Jabbari, M.; Akesson, D.; Lennartsson, P.R.; Taherzadeh, M.J.; Zamani, A. 2017. Production of pectin – cellulose biofilms: A new approach for citrus waste recycling. Hindawi Int. J. Poly. Sci. 1–9.

Chasquibol, N.; Arroyo, E.; Morales, J.C. 2008. Extracción y caracterización de pectinas obtenidas a partir de frutos de la biodiversidad peruana. Ingeniería Industrial 26: 175-179.

Guardiola, J.L.; García-Luis, A. 2000. Increasing fruit size in Citrus. Thinning and stimulation of fruit growth. Plant Growth Regul 31: 121-132.

Gurram, R.; Souza, F.; Taherzadeh, M.J. 2018. A Solvent – Free Approach for Production of Films from Pectin and Fungal Biomass. J. Polym Environ 26: 4282-4292.

Letcher, T.M. 2020. Plastic waste and recycling. Environmental impact, societal issues, prevention and solutions. Ed. Elsevier Inc. 1-5. ISBN-13: 978-0128178805.

Lopes, I.A.; Santos J.J.; Da Silva, D.C.; Da Silva, L.J.S.; Barros, A.K.; Villa-Vélez, H.A.; Santana, A.A. 2017. Characterization of Pectin Biofilms with the Addition of Babassu Mesocarp and Whey protein concentrate. American Journal of Materials Science 7(3): 64-70.

Pinzón-Bedoya, M.L.; Cardona, A.M. 2008. Caracterización de la cáscara de naranja para su uso como material bioadsorbente. Bistua: Revista de la Facultad de Ciencias Básicas 6(1): 1-23.

Royo, J. 1980. Preparación de corteza seca de mandarina para la obtención de pectina a partir de variedades cultivadas en España. Rev. Agroquím. Tecnol. Alim. 20(3): 399-402.

Saberian, H.; Hamidi-Esfahai, Z.; Gavligji, A.H.; Barzegar. M. 2017. Optimization of pectin extraction from orange juice waste assisted by ohmic heating. Chemical Engineering and Processing 117: 154-161.

SAGARPA y Secretaría de agricultura. Cítricos: limón, naranja y toronja mexicanos. Planeación agrícola nacional 2016–2030.

Sriamornsak, P. 2016. Chemistry of Pectin and its Pharmaceutical Uses: A Review. En t. J. 3: 206-228.

Tejada,C.; Montiel, Z.; Acevedo, D. (2016). Aprovechamiento de cáscaras de yuca y ñame para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con Pb (II). Información Tecnológica 27(1). 9-20.

Thakur, B.; Rakesh, R.; Singh, K.; Handa, A.K.; Rao, M.A. 1997. Chemistry and Uses of Pectin - A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 37(1): 47-73.