Caracterización mecánica de bioesponjas de residuos de crustáceos como opción al poliestireno expandido en empaques para alimentos

  • JESÚS ORTEGA GRANADOS Universidad Nacional Autónoma de México
  • ROLANDO GARCÍA GOMÉZ Universidad Nacional Autónoma de México
  • RONNY FLORES Universidad Central del Ecuador
  • MARÍA DEL CARMEN DURÁN DOMÍNGUEZ DE BAZÚA Universidad Nacional Autónoma de México

Resumen

Se propone aprovechar los subproductos de las industrias de los crustáceos, tomando como ejemplo a la
industria camaronera, ya que contienen cantidades interesantes del biopolímero quitina, que podría usarse
para producir envases desechables para alimentos, similares a los de poliestireno expandido, PE, utilizando
una metodología amigable con el ambiente y empleando una mezcla de aditivos de grado alimentario: una
mezcla de carboximetilcelulosa, a tres diferentes concentraciones (10, 20, 30%) y almidón de tapioca (Manihot
esculenta), con una concentración, 40%. Se midió una propiedad mecánica de tracción (compresión) usando
PE como blanco para las bioesponjas. Se obtuvieron resultados mejores para las probetas experimentales de
quitina-quitosana (10% de carboximetilcelulosa y 40% almidón de tapioca) en comparación con el control de
poliestireno expandido: Módulos de Young de 0.5087±0.061 y 0.535±0.065 MPa versus 7.832 y 1.858 para
el PE de densidad de 0.035 g/cm3 y 4.555 y 4.546 MPa para el de 0.018 g/cm3 de densidad, respectivamente.
Esto indica que son menos deformables que el poliestireno espumado. Los resultados son alentadores y
deben ser corroborados con la producción de bandejas reales.

Biografía del autor

JESÚS ORTEGA GRANADOS, Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química (Laboratorios 301, 302, 303 de Ingeniería Química Ambiental y de Química Ambiental)
ROLANDO GARCÍA GOMÉZ, Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química (Laboratorios 301, 302, 303 de Ingeniería Química Ambiental y de Química Ambiental)
RONNY FLORES, Universidad Central del Ecuador
Facultad de Ciencias Químicas (Laboratorio de Química Ambiental y Sostenible)
MARÍA DEL CARMEN DURÁN DOMÍNGUEZ DE BAZÚA, Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química (Laboratorios 301, 302, 303 de Ingeniería Química Ambiental y de Química Ambiental)

Citas

[1] SEMARNAT. 2013. Residuos. Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Última revisión. 28 de julio del 2013. Disponible en
internet: [http://app1.semarnat.gob.mx/dgeia/informe_12/pdf/Cap7_residuos.pdf]
[2] INEGI. 2012. Conociendo México. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. Última revisión. 28 de julio del 2013. Disponible
en internet: [http://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/integracion/pais/mexcon/folleto_nacional_pliegos_
baja.pdf]
[3] Navarrete-Gatica, M.R. 2005. Disposición final de residuos sólidos municipales. Tesis de Licenciatura, UNAM, Facultad de Ingeniería.
México, D. F. México. Recuperado el 11 de mayo de 2015, de sitio Web de la UNAM: http://132.248.9.195/pdtestdf/0344453/Index.html
[4] CONAPESCA. 2012. Comisión Nacional de Acuacultura y Pesca. Disponible en las Redes Internacionales (internet). Recuperado el 12
de noviembre del 2010, de sitio Web:
[http://www.conapesca.sagarpa.gob.mx/wb/cona/anuario_2009_capitulo_i_preliminar]
[5] Flores, R.A. 2004. Bioplástico de quitina: Formación de películas de quitina a partir de desechos de camarón por métodos ecológicos.
Tesis de Maestría en Ciencias. Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas, UNAM, Facultad de Química. México, D. F.
México. Recuperado el 11 de mayo de 2015, de sitio Web de la UNAM: http://132.248.9.195/ppt2004/0333631/Index.html
[6] Flores, R.A. 2008. Obtención y caracterización de esponja de quitina a partir de cefalotórax de camarón. Tesis de Doctorado en Ciencias.
Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas, UNAM, Facultad de Química. México, D. F. México. Recuperado el 11 de
mayo de 2015, de sitio Web de la UNAM: http://132.248.9.195/ptd2008/agosto/0629854/Index.html
[7] Ortega-Granados, J.A. 2014. Caracterización mecánica de productos espumados obtenidos de residuos sólidos de las pesquerías para
su posible aplicación en la ingeniería ambiental. Tesis de Maestría en Ingeniería (Campo del conocimiento: Ingeniería Ambiental,
Campo disciplinario: Sustancias y Residuos Peligrosos). Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería. UNAM. Agosto 15. México,
D. F. México. Recuperado el 11 de mayo de 2015, de sitio Web de la UNAM: [http://oreon.dgbiblio.unam.mx/F/ME2L9H7M7ARVYNTG32ATMELSGF3P4YBMJ3A96B79E9VFKR14F5-
46421?func=full-set-set&set_number=036199&set_entry=000001&format=999]
[8] Ortega-Granados, J.A. 2011. Efecto del recubrimiento de fresas usando quitina-quitosana obtenida de cefalotórax y exoesqueleto de camarón
en su vida de anaquel a temperatura ambiente (20±2°C) y refrigeración (4°C). Tesis de Licenciatura, UNAM, Facultad de Química.
Noviembre 29. México, D. F. México. Recuperado el 11 de mayo del 2015 de sitio Web de la UNAM: [http://132.248.9.195/ptd2012/
mayo/0679804/Index.html]
[9] Pillai, C.K.S., Paul, W., Sharma C.P. 2009. Chitin and chitosan polymers: Chemistry, solubility and fiber formation. Progress in Polymer
Science. 34(7):641-678.
[10] Salas-Osornio, J. 2011. Aprovechamiento integral de residuos crustáceos: evaluación de los recubrimientos de frutas frescas usando
mezclas de quitina y quitosana obtenidas por medio de química verde. Tesis de Licenciatura, UNAM, Facultad de Química. México, D.
F. México. Recuperado el 11 de mayo del 2015 de sitio Web de la UNAM: [http://132.248.9.195/ptd2012/marzo/0677848/Index.html]
[11] Shirai-Matsumoto, K. 2011. Producción de quitina y quitosana: Nuevo proceso biotecnológico para la obtención de quitina y quitosana.
Pub. Universidad Autónoma Metropolitana. Campus Iztapalapa. México, D. F. México.
[12] Gutiérrez-Cabello, M., García-Gómez, R.S., Sánchez-Zamora, A., Suárez-Bautista, J., Gaxiola-Cortés, G., Chel-Guerrero, L., Duránde-
Bazúa, C. 2009. Aprovechamiento integral de especies acuícolas del sureste de México: Beneficios obtenidos por la pigmentación “natural” de su carne / Global reuse of Mexico’s southeast aquacultural species: Benefits obtained by its flesh “natural” pigmentation.
Gutiérrez-Cabello, Carnilac Industrial. Edición Especial de la Industria Cárnica 2009:32-36.
[13] Majeti, N. V., Kumar, R. 2000. A review of chitin and chitosan applications. Reactive & Functional Polymers, 46:1-27.
[14] Santosa, S.J., Siswanta, D., Sudiono, S., Utarianingrum, R. 2008. Chitin-humic acid hybrid as adsorbent for Cr (III) in effluent of wastewater
treatment. Applied Surface Science, 254:7846-7850.
[15] Flores, R., Barrera-Rodríguez, S., Shirai, K., Durán-de-Bazúa, C. 2007. Chitin sponge, extraction procedure from shrimp wastes using
green chemistry. J. Appl. Polym. Sci. 104:3909-3916.
[16] Flores, R., Barrera-Rodríguez, S., Shirai-Matsumoto, C.K., Durán-de-Bazúa, C. 2006. Obtención de esponjas de quitina a partir de cefalotórax
de camarón para empaques. AlimenPack, 2(4):26-28.
[17] Arias-Torres, O., Mendoza-Márquez, A.M., Bárcenas-Ochoa, E.M., Flores, R., García-Gómez, R.S., Durán-Domínguez-de-Bazúa, M.C.
2013. Comparación de diferentes agentes plastificantes adicionados en esponjas de quitina obtenidas de cefalotórax de camarón. Revista
Química Central de la Facultad de Ciencias Químicas (Ecuador). 3(1):11-18.
[18] Barrera-Rodríguez, S., Flores-Ortega, R.A., Durán-Domínguez-de-Bazúa, M.C. 2011. Extracción de quitina del cefalotórax de camarón
para la elaboración de películas / Chitin extraction from shrimp cephalothorax and exoskeleton for films preparation. Vol. 10, Serie:
TECNOLOGÍAS más LIMPIAS. Pub. AMCATH y Laboratorios 301, 302, 303 de Ing. Quím. Amb. y de Quím. Amb. Facultad de Química,
UNAM. ISBN 978-607-7807-08-0. 75 págs. 1ª Ed. Disco compacto (2006). 2ª Ed. Mejorada, disco compacto (2007). 3ª Ed. con ISBN
(2011). México D.F. México.
[19] Tomás-Reyes, S. 2015. Elaboración de bioesponjas de quitina extraída del cefalotórax y exoesqueleto de camarón mediante la utilización
de plastificantes naturales, almidón de maíz. Tesis de Licenciatura, UNAM, Facultad de Química. México, D. F. México. Recuperado el 11
de mayo del 2015 de sitio Web de la UNAM: [http://132.248.9.195/ptd2014/noviembre/304159855/Index.html]
[20] Valencia-Ávila, I. 2012. Efecto de agentes plastificantes naturales en las propiedades mecánicas de esponjas de quitina. Tesis de Licenciatura,
UNAM, Facultad de Estudios Profesionales Zaragoza. México, D. F. México. Recuperado el 11 de mayo del 2015 de sitio Web
de la UNAM: [http://132.248.9.195/ptd2012/junio/300842018/Index.html]
[21] Durán-Domínguez-de-Bazúa, M.C., Barrera-Rodríguez, S., Flores-Ortega, R.A. 2004. Extracción ecológica de quitina y subproductos. Solicitud
de Registro: Octubre 1, 2004. UNAM, Facultad de Química. IMPI. PA/a/2004/009517. Patente Núm. 264482. Otorgada el 12 de
febrero de 2009. México D.F. México.
[22] Sarabia-Bañuelos, P. 2011. Aprovechamiento integral de residuos de crustáceos: obtención de quitina y quitosana del cefalotórax de
camarón por métodos ecológicos. Tesis de Maestría en Ciencias. Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas, UNAM,
Facultad de Química. México, D. F. México. Recuperado el 11 de mayo del 2015 de sitio Web de la UNAM: [http://132.248.9.195/
ptd2012/enero/0676305/Index.html]
[23] Ortega-Granados, J.A., Durán-Domínguez-de-Bazúa, M.C. 2014. Proceso de química verde para la obtención de materiales espumados
a partir de residuos sólidos de animales artrópodos y productos obtenidos del mismo. Solicitud de Registro: Diciembre 10, 2014. UNAM,
Facultad de Química. IMPI. Folio MX/e/2014/088656. Expediente: MX/a/2014/015119. En proceso de otorgamiento. México D.F. México.
[24] Bárcenas-Ochoa, E.M. 2010. Biopolímeros de cefalotórax y exoesqueleto de camarón. Uso de aditivos químicos para modificar sus propiedades
mecánicas. Tesis de Licenciatura, UNAM, Facultad de Química. Agosto 23. México, D. F. México. Recuperado el 11 de mayo
del 2015 de sitio Web de la UNAM: [http://132.248.9.195/ptb2010/agosto/0660690/Index.html]
[25] Mendoza-Márquez, A.M., Arias-Torres, O. 2010. Caracterización mecánica de un polímero de origen natural derivado de cefalotórax y
exoesqueletos de camarón. Tesis de Licenciatura, UNAM, Facultad de Química. Mayo 12. México, D. F. México. Recuperado el 11 de
mayo del 2015 de sitio Web de la UNAM: [http://132.248.9.195/ptd2010/abril/0656717/Index.html]
[26] González-Mancera, G., Noguez-Amaya, M.E. 2006. Principios de microscopía electrónica de barrido y microanálisis por rayos X.
Departamento de Ingeniería Química Metalúrgica. Facultad de Química, UNAM. ISBN 970-3-4011-9. Pp. 1-97. México D.F. México.
[27] Manahan, S.E. 2007. Introducción a la química ambiental. Coedición UNAM-Editorial Reverté. Barcelona-México D.F. España-México.
[28] Núñez-Bretón, L. C. 2009. Importancia del almidón (aspectos fisicoquímicos, usos y aplicaciones). Tesis profesional. UNAM, Facultad
de Química. México, D. F. México.
[29] Sánchez-Soto, A. 2013. Caracterización de películas biodegradables y su aplicación como envase activo en zarzamora (Rubus frocticosus)
para el control de podredumbre gris. Tesis profesional. UNAM, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, México, D. F. México.
[30] Barrera, N.G., Calderón-Domínguez, G., Chanona-Pérez, J., Gutiérrez-López, G.F., León, A.E., Ribotta, P.D. 2013. Evaluation of the
mechanical damage on wheat starch granules by SEM, ESEM, AFM and texture image analysis. Carbohydrate Polymers. 08:1449-1457.
[31] Sujka, M., Jamroz, J. 2013. Ultrasound-treated starch: SEM and TEM imaging, and functional behaviour. Food Hydrocolloids. 31:413 419.
[32] Martínez-Hernández., N.B., Vásquez-Escobar, M. 2009. Obtención y caracterización de un material polimérico a partir de la mezcla de
polietileno de baja densidad (PEBD) y almidón de maíz modificado. Tesis profesional. Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias
Químicas. Campus Coatzacoalcos, México. Recuperado el 11 de mayo del 2015 de sitio Web de la UV: [http://cdigital.uv.mx/bitstream/
12345678/938/1/Miriam%20Vazquez%20Escobar.pdf]
Publicado
2016-03-22
Sección
Desarrollo de materiales