Efecto de la proporción de almidón de semilla lúcuma/alcohol polivinílico y voltaje, en las características físicas, mecánicas y térmicas de una película obtenida por electrohilado

Abstract

El objetivo de este trabajo de investigación fue evaluar el efecto de la proporción de almidón de semilla de lúcuma (0.5%) / alcohol polivinílico (8%) y voltaje en las propiedades físicas, mecánicas y térmicas de una película obtenidas por electrohilado. El almidón fue extraído de la semilla de lúcuma y se usó como polímero sintético el polivinil alcohol (PVA). Se emplearon tres proporciones de solución de almidón de lúcuma y solución de PVA (10%/90%, 20%/80% y 30%/70%) y 3 voltajes para cada proporción (16, 17 y 18 kV), haciendo un total de 9 tratamientos; se trabajó con una aguja de 22 mm, velocidad de flujo de 2 μL/min, distancia aguja/colector de 10 cm, temperatura ambiente de 30±0.6 y humedad relativa de 44±0.6%. La morfología de las nanofibras se evaluó mediante microscopia electrónica de barrido (SEM), la elasticidad se realizó en un analizador de textura y las características térmicas fueron medidas en DSC y TGA. Las nanofibras obtenidas a partir de la solución almidón/PVA presentaron espesores entre 0.055 a 0.107 μm y el módulo de elasticidad varió entre 0.045 MPa a 0.013 MPa. Las películas se degradaron en tres etapas, siendo la masa residual de 8% al 1% y pasaron de un estado duro/ vítreo a un estado blanco/ correoso a una temperatura de 21 °C. Estos hallazgos son importantes para desarrollar recubrimientos comestibles para la conservación de frutas y verduras y la innovación podría ayudar a cambiar los patrones de uso del plástico en el futuro.

ABSTRACT The aim of this research work was to evaluate the effect of the lucuma seed starch (0.5%)/polyvinyl alcohol (8%) ratio and voltage on the physical, mechanical and thermal properties of a film obtained by electrospinning. Starch was extracted from lucuma seed and polyvinyl alcohol (PVA) was used as a synthetic polymer. Three proportions of lucuma starch solution and PVA solution (10%/90%, 20%/80% and 30%/70%) and 3 voltages for each proportion (16, 17 and 18 kV) were used, making a total of 9 treatments; a 22 mm needle, a flow rate of 2 μL/min, a needle/collector distance of 10 cm, ambient temperature of 30±0.6 and relative humidity of 44±0.6% were used. The morphology of the nanofibers was evaluated by scanning electron microscopy (SEM), elasticity was performed on a texture analyzer, and thermal characteristics were measured by DSC and TGA. The nanofibers obtained from the starch/PVA solution had thicknesses between 0.055 and 0.107 μm. The elastic modulus varied between 0.045 MPa and 0.013 MPa. The films degraded in three stages, with the residual mass being 8% to 1%, and went from a hard/glassy state to a white/leathery state at a temperature of 21 °C. These findings are important for developing edible coatings for preserving fruits and vegetables and the innovation could help change plastic usage patterns in the future.