Manizales - Ciencias Exactas y Naturales - Maestría en Ciencias - Física · 2026
Utilización de residuos industriales de mango para la obtención de biopelículas de almidón reforzadas con gelatina para potencial uso en empaques
La contaminación ambiental, en particular la causada por el uso de plásticos de un solo uso, representa un problema creciente que ha impulsado la búsqueda de soluciones sostenibles en diversas industrias. En este contexto, los desechos agroindustriales, como los residuos del mango, surgen como una fuente valiosa de materias primas. Uno de los enfoques más prometedores para reducir la dependencia del plástico es la utilización del almidón extraído de las semillas de mango para la elaboración de películas biodegradables. El objetivo de esta investigación fue desarrollar y caracterizar biopelículas a partir de almidón proveniente de residuos industriales de mango, reforzadas con gelatina, con el propósito de obtener una alternativa sostenible para su aplicación en empaques. Asimismo, se evaluó el uso de un agente inhibidor del pardeamiento enzimático y su efecto en la eliminación de impurezas durante el proceso de extracción del almidón. Inicialmente, se extrajo almidón de semillas de mango sin tratamiento como muestra control. Posteriormente, otras semillas fueron tratadas con soluciones de ácido cítrico en concentraciones de 3%, 6% y 9%, y luego se procedió a la extracción del almidón. El almidón obtenido fue usado en el método de casting para la formación de biopelículas. Finalmente, se elaboraron biopelículas añadiendo gelatina como agente reforzante en proporciones de 0% 10% 15% y 20%. Los resultados indican que el tratamiento con ácido cítrico, en general, no afecta las propiedades del biopolímero; únicamente elimina taninos, compuestos responsables de la coloración del almidón. Las biopelículas obtenidas a partir de cada tratamiento presentaron diferencias en el color. En cuanto a las pruebas mecánicas realizadas, las biopelículas con almidón tratado y reforzadas con gelatina mostraron en promedio una mayor resistencia a la tensión (61,1%) y una menor deformación (24,22%), lo que evidencia su potencial como material de empaque biodegradable y resistente. De igual modo las películas elaboradas son prometedoras en cuanto a su menor permeabilidad (Texto tomado de la fuente).
Texto completo 102 páginas con texto de 106
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- Lista de figurasp. 13
- Lista de tablasp. 15
- Glosariop. 16
- Introducciónp. 18
- Revisión del estado del arte y marco teóricop. 20
- Revisión del estado del artep. 20
- Marco teóricop. 22
- 1.2.1 El mangop. 22
- 1.2.2 Los biopolímerosp. 23
- 1.2.3 El almidónp. 24
- 1.2.4 Propiedades del almidónp. 27
- 1.2.4.1 La gelatinizaciónp. 27
- 1.2.4.2 Transición vítreap. 27
- 1.2.4.3 La retrogradaciónp. 27
- 1.2.5 La gelatinap. 28
- 1.2.6 Las biopelículasp. 29
- Planteamiento del problema, justificación y objetivosp. 30
- Planteamiento del problemap. 30
- Justificaciónp. 31
- Objetivosp. 30
- 2.3.1 Objetivo generalp. 32
- 2.3.2 Objetivos específicosp. 32
- Desarrollo experimentalp. 34
- limpiezap. 37
- 3.2.1 Microscopia electrónica de barrido (SEM) de los almidones obtenidosp. 38
- 3.2.2 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) de los almidones obtenidosp. 38
- 3.2.3 Colorimetría de los almidones obtenidosp. 39
- 3.2.4 Difracción de rayos X (XRD) de los almidones obtenidosp. 39
- obtenidosp. 38
- Obtención y síntesis de biopelículas de los almidonesp. 40
- Determinar las propiedades físico-mecánicas de cada una las películasp. 42
- 3.4.1 Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier de las películasp. 42
- 3.4.2 Espesor de las películasp. 42
- 3.4.3 Colorimetría de las películasp. 42
- 3.4.4 Propiedades mecánicas de las películasp. 43
- Resistencia a la tracciónp. 44
- Deformación unitariap. 44
- Módulo de Youngp. 45
- 3.4.5 Ángulo de contacto de las películasp. 45
- 3.4.6 Permeabilidad al vapor a agua de las películasp. 46
- Análisis estadísticop. 47
- Resultados y discusiónp. 49
- limpiezap. 37
- 4.2.1 Microscopia electrónica de barrido (SEM) de los almidones obtenidosp. 52
- 4.2.2 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) de los almidones obtenidosp. 54
- 4.2.3 Colorimetría de los almidones obtenidosp. 39
- 4.2.4 Difracción de rayos X (XRD) de los almidones obtenidosp. 39
- obtenidosp. 38
- Obtención y síntesis de biopelículas de los almidonesp. 63
- Determinar las propiedades físico-mecánicas de cada una las películasp. 64
- 4.4.1 Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier de las películasp. 65
- 4.4.2 Espesor de las películasp. 42
- 4.4.3 Colorimetría de las películasp. 42
- 4.4.4 Propiedades mecánicas de las películasp. 43
- Resistencia a la tracciónp. 44
- La deformación de las películasp. 75
- Módulo de Youngp. 45
- 4.4.5 Angulo de contacto de las películasp. 78
- 4.4.6 Permeabilidad al vapor a agua de las películasp. 46
- Conclusiones y trabajos futurosp. 83
- Conclusionesp. 83
- Recomendacionesp. 84
- A. Anexo: Análisis de picos para XDRp. 84
- B. Anexo: Regresión factorial, interacción para DOEp. 86
- C. Anexo: Graficas de esfuerzo vs deformaciónp. 93
- D. Anexo: Tablas de datos para espesor y colorimetríap. 95
- Bibliografíap. 99
- Figura 1-1. Partes del mango adaptado de Lebaka (et al) (2021) [16]p. 23
- Figura 1-2. Composición de las macromoléculas que componen el almidón [25]p. 25
- Figura 1-3. Estructura química del colágeno [29]p. 28
- Figura 1-4. Estructura de la gelatina [4]p. 29
- Figura 1-5. Película de almidón de mango [1]p. 29
- de mango diferentes tamañosp. 35
- Figura 3-2.Cotiledón expuestop. 35
- Figura 3-3. Ensayo a tracción de biopelículas. a) inicio del ensayo b) fin del ensayop. 44
- Figura 3-4. Montaje microscopio PCE-WSM 100 con plataforma niveladap. 46
- Figura 3-5. Demostración para la medición del ángulo de contacto [48]p. 46
- 3% ácido cítricop. 50
- nativo b) almidón con tratamientop. 51
- almidón 9% ácido cítricop. 53
- tratamientosp. 54
- tratamientosp. 56
- de los almidones tratadosp. 56
- Figura 4-8. Patrón de difracción del almidón de pepa de mango y sus tratamientosp. 59
- Figura 4-9 Perfil FTIR del almidón de pepa de mango y sus tratamientosp. 60
- gelatinizar b) almidón gelatinizadop. 63
- 0% ácido cítrico. c) película 6% ácido cítrico. d) película 9% ácido cítricop. 64
- Figura 4-12. FTIR de películas de almidón de mango con adición de gelatinap. 68
- Figura 4-13. Espesores de las películas obtenidasp. 70
- adiciones de gelatinap. 71
- limpieza adicionadas al 10% de gelatinap. 72
- Figura 4-17. Resultados para evaluar la resistencia a la tracción de las películasp. 74
- Figura 4-18. Diagrama de barras para la deformación de las películasp. 76
- Figura 4-19. Diagrama de barras para el módulo de Youngp. 77
- Figura 4-20. Angulo de contacto de para película control (almidón sin tratamiento)p. 79
- Figura 4-21. Evolución del ángulo de contacto para biopelículasp. 80
- Figura 4-22. Permeabilidad al vapor de agua de biopelículasp. 81
- Figura 5-1. Difractograma para almidón con limpieza al 0% ácido cítricop. 86
- Figura 5-2. Difractograma para almidón con limpieza al 3% ácido cítricop. 86
- Figura 5-3. Difractograma para almidón con limpieza al 6% ácido cítricop. 87
- Figura 5-4. Difractograma para almidón con limpieza al 9% ácido cítricp. 87
- limpieza; cantidad gelatinap. 92
- Figura 5-8. Regresión factorial Análisis de coeficientes:p. 93
- espesor, d) modulo elásticop. 94
- espesor, d) modulo elásticop. 94
- limpieza con Ácido cítricop. 96
- de limpieza con Ácido cítricop. 94
- de limpieza con Ácido cítricop. 94
- con gelatinap. 40
- Tabla 4-1. Rendimiento del almidón de mango por cada tratamientop. 51
- Tabla 4-2. Espesores promedios de almidón obtenidos de micrografías SEMp. 53
- mango según tratamientos con ácido cítricop. 57
- Tabla 4-4. Valores reportados por colorimetría para almidón y sus tratamientosp. 57
- Tabla 4-5. Índice de cristalinidad de los almidones obtenidosp. 59
- Tabla 4-6 Grupos funcionales del almidón nativo y sus tratamientosp. 61
- Tabla 4-7. Grupos funcionales característicos del almidón y la gelatinap. 65
- limpieza; cantidad de gelatinap. 86
- cantidad de gelatinap. 88
- limpieza; cantidad gelatinap. 92
- cantidad gelatinap. 88
- limpieza; cantidad gelatinap. 92
- limpieza; cantidad gelatinap. 92
- tipo de limpieza; cantidad gelatinap. 90
- limpieza; cantidad gelatinap. 92
- Tabla 5-9. Valores que especifican el espesor de películasp. 97
- películasp. 96