ISSN 2953-6367
Marzo 2025
http://revistainvestigo.com
Vol. 6, No. 15, PP. 97-112
https://doi.org/10.56519/2yv5p337
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo
Riobamba – Ecuador
Cel: +593 97 911 9620
revisinvestigo@gmail.com
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APLICACIÓN DE UN RECUBRIMIENTO BIODEGRADABLE A
BASE DE ALMIDÓN DE YUCA (Manihot esculenta) Y MAÍZ (Zea
mays L.) EN LA CONSERVACIÓN DE CARNE DE RES
APPLICATION OF A BIODEGRADABLE COATING BASED ON
CASSAVA (Manihot esculenta) AND CORN (Zea mays L.)
STARCH IN THE PRESERVATION OF BEEF
María Belén Jaramillo
1
, Xavier Carrera
2
, Santiago Casado
3
, Andrea Rivera, Fabricio Guzmán
5
.
{maria.jaramillo3873utc.edu.ec
1
, washington.carrera3625@utc.edu.ec
2
, s.casado@uta.edu.ec
3
,
evelyn.rivera6209@utc.edu.ec
4
, fabricio.guzman@utc.edu.ec
5
}
Fecha de recepción: 15/01/2025 / Fecha de aceptación: 24/01/2025 / Fecha de publicación: 03/03/2025
RESUMEN: El presente trabajo de investigación tiene como finalidad elaborar un
recubrimiento biodegradable a base de almidón de yuca (Manihot esculenta) y maíz (Zea mays
L.) a diferentes concentraciones y aplicarlas en la conservación de carne de res, como una
alternativa sostenible a la reducción del uso de recubrimientos plásticos. El trabajo de
investigación ejecutó un proceso de extracción manual de los dos tipos de almidones teniendo
como resultado un rendimiento de 51,99 y 46,86 % respectivamente, además se evaluaron los
parámetros fisicoquímicos como: humedad, temperatura de gelificación, pH, solubilidad,
cenizas, fibra y proteína. Además, se formularon los recubrimientos a diferentes
concentraciones del porcentaje de almidón (T
1
, T
2
y T
3
) y se determinó la calidad física (espesor),
mecánica (Fuerza de tracción), óptica (FTIR) y microbiológica (Aerobios mesófilos y E. coli). Del
mismo modo, se comprobó que las diferentes concentraciones cumplieron con la calidad física
y mecánica de acuerdo con la Normativa 2636 (2012). En los análisis FTIR se puede destacar la
presencia de diferentes compuestos y enlaces con sus bandas de absorción como lo son O-H, C-
H Y N-H, además de enlaces covalentes polares de C-O, metileno
y presencia de esteres.
Además, se realizó las pruebas microbiológicas en la carne de res luego de aplicar el
recubrimiento, transcurrido los 3 días podemos indicar que, en cuanto a aerobios mesófilos, los
1
Estudiante investigador, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales, Universidad Técnica de Cotopaxi, La Maná-
Cotopaxi-Ecuador. https://orcid.org/0009-0006-8986-9256.
2
Docente investigador, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales, Universidad Técnica de Cotopaxi, La Maná-
Cotopaxi-Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-9237-7563.
3
Docente investigador, Facultad de Ciencias e ingeniería en Alimentos y Biotecnología, Universidad Técnica de Ambato, Ambato-
Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-1473-8247.
⁴Docente investigador, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales, Universidad Técnica de Cotopaxi, La Maná-
Cotopaxi-Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-5580-8467.
⁵Docente investigador, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales, Universidad Técnica de Cotopaxi, La Maná-
Cotopaxi-Ecuador. https://orcid.org/0009-0004-5658-5498.
APLICACIÓN DE UN RECUBRIMIENTO BIODEGRADABLE A BASE DE ALMIDÓN DE YUCA (Manihot esculenta) Y MAÍZ (Zea mays
L.) EN LA CONSERVACIÓN DE CARNE DE RES.
98
tratamientos T
1
, T
2
y T
3
se encuentran dentro de los parámetros. Del mismo modo, para la
determinación de E. coli los tratamientos T
2
y T
3
fueron los que se encontraron dentro del rango
de aceptabilidad mencionados por la Norma Técnica Ecuatoriana 1338-2012. Se concluyó que
el recubrimiento en base a almidón de yuca y almidón de maíz cumple una función protectora
de barrera para la conservación de la carne de res.
Palabras clave: FTIR, recubrimientos biodegradables, amilosa, amilopectina, retrogradación,
esterificación
ABSTRACT: The purpose of this research work is to develop a biodegradable coating based
on cassava starch (Manihot esculenta) and corn (Zea mays L.) at different concentrations and
apply them in the preservation of beef, as a sustainable alternative to reduce the use of plastic
coatings. The research work executed a manual extraction process of the two types of starches
resulting in a yield of 51.99 and 46.86% respectively, in addition the physicochemical
parameters were evaluated such as: humidity, gelation temperature, pH, solubility, ash, fiber
and protein. In addition, the coatings were formulated at different concentrations of the
percentage of starch (T
1
, T
2
and T
3
) and the physical quality (thickness), mechanical (tensile
force), optical (FTIR) and microbiological (mesophilic aerobes and E. coli) were determined.
Likewise, it was verified that the different concentrations complied with the physical and
mechanical quality according to Regulation 2636 (2012). In the FTIR analysis, the presence of
different compounds and bonds with their absorption bands such as O-H, C-H and N-H can be
highlighted, in addition to polar covalent bonds of C-O, methylene
and the presence of
esters. In addition, microbiological tests were carried out on the beef after applying the coating.
After 3 days, we can indicate that, in terms of mesophilic aerobes, treatments T
1
, T
2
and T
3
are
within the parameters. Similarly, for the determination of E. coli, treatments T
2
and T
3
were
those found within the range of acceptability mentioned by the Ecuadorian Technical Standard
1338-2012. It was concluded that the coating based on cassava starch and corn starch fulfills a
protective barrier function for the preservation of beef.
Keywords: FTIR, biodegradable coatings, amylose, amylopectin, retrogradation, esterification
INTRODUCCIÓN
En 2020, la producción mundial de yuca alcanzó aproximadamente 205 millones de toneladas en
raíces, con un promedio en rendimiento global de 10,9 t/ha. Los principales países productores
de yuca fueron Nigeria con 13,6 %, la República Democrática del Congo con 13,6 % y Tailandia
con 9,6 %, sumando el 43 % de la producción mundial (1). En Ecuador, la yuca se cultiva en todas
las provincias, principalmente por pequeños productores. Este cultivo se desarrolla tanto en
suelos pobres como fértiles, ya que requiere una mínima cantidad de fertilizantes y agua. Además,
la yuca es un cultivo de subsistencia debido a su alta producción de tubérculos por hectárea, la
baja demanda de mano de obra, la estabilidad en el rendimiento y el período de cosecha (2).
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Por otro lado, el maíz es el principal cultivo transitorio en Ecuador en términos de superficie
sembrada. En 2021, se cultivaron 355 mil hectáreas de este cereal, con una producción estimada
de 1,38 millones de toneladas. De esta producción, entre el 78 y 80% corresponden al maíz duro,
mientras que el 20 al 22 % es maíz suave. En la región de la Costa y Amazonía se cultiva
principalmente maíz amarillo duro, sobre todo híbridos, con un rendimiento promedio de 4,64
t/ha. En la Sierra, se siembran mayormente variedades de maíz de libre polinización con grano
suave o harinoso, con un rendimiento promedio de 0,82 t/ha (3).
Es por ello que, la industria alimenticia enfrenta un desafío constante en la conservación de
productos cárnicos debido a su alta susceptibilidad al deterioro microbiológico, químico y físico.
Del mismo modo, las técnicas tradicionales de conservación, como el uso de conservantes
sintéticos y métodos de envasado, han generado diversas preocupaciones por su impacto
ambiental y efectos sobre la salud humana. En este contexto, los recubrimientos biodegradables
han emergido como una alternativa prometedora para prolongar la vida útil de los alimentos.
Estos recubrimientos pueden proporcionar una barrera efectiva en la disminución de la actividad
de agua, la oxidación lipídica y la proliferación microbiana, con el fin de mejorar la calidad e
inocuidad de los productos cárnicos (4).
El almidón es un polímero natural ampliamente utilizado en la fabricación de recubrimientos
biodegradables debido a su disponibilidad, biocompatibilidad y propiedades formadoras de
película. En particular, el almidón de yuca (Manihot esculenta) y maíz (Zea mays L.) se ha
destacado como una alternativa para la producción de recubrimientos, debido a su bajo costo y
sus propiedades funcionales (5). Así también, el almidón de yuca ha mostrado su potencial como
agente formador de película debido a su alta viscosidad y estabilidad térmica. Mientras que, el
almidón de maíz ha sido utilizado para proporcionar una barrera efectiva contra la humedad y los
contaminantes (6).
Así pues, el almidón compuesto por dos elementos principales: amilosa y amilopectina, se
diferencian de acuerdo con su morfología y la cantidad de cada uno de estos componentes en los
diferentes cereales y tubérculos (7). La amilopectina posee una propiedad de adherencia ya que
posee propiedades coloidales como viscosidad, índice de gelificación. Además, se puede
determinar como una alternativa importante dentro de la industria alimenticia debido a que se
puede emplear como material de encapsulación análogo a la maltodextrina (8).
El presente estudio tiene como objetivo evaluar la aplicación de un recubrimiento biodegradable
a base de almidón de yuca y maíz utilizando el Agar-Agar como agente gelificante en la
conservación de filetes de carne de res, debido a su capacidad para mejorar la calidad
microbiológica, y organoléptica durante su almacenamiento, siendo una alternativa importante
para la sostenibilidad y sustentabilidad con el medio ambiente.
MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación experimental se realizó en la provincia de Cotopaxi, Cantón la Maná, el
desarrollo de pruebas y fase experimental se efectuará en el laboratorio de Germoplasma de la
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Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales (CAREN) de la Universidad Técnica de
Cotopaxi Extensión La Maná, el estudio tuvo una duración de 120 días, comprendidos en 90 días
elaboración y registro de datos, 20 días en el análisis de resultados 10 días en la redacción del
documento.
En el presente estudio se realizó en distribución de 3 tratamientos, con tres repeticiones en donde
cada unidad experimental estuvo formada por (mmm). Los mismos que se analizaron bajo un
diseño experimental Completamente Azar. Los resultados que se muestran se basan en el
procedimiento de diferencias significativas (HSD) de Tukey.
Procedimiento para la extracción del almidón de yuca (Manihot esculenta).
Para este procedimiento se seleccionaron yucas que no presenten daños físicos, retirando la
cascara con ayuda de un cuchillo y posteriormente realizando un lavado, se cortaron en trozos
finos para facilitar su trituración, para este proceso se colocó 400 gr de yuca en una licuadora con
800 ml de agua durante 40 segundos a velocidad alta. La pulpa obtenida se pasó por un cedazo
hacia un recipiente, se dejó en reposo por 24 horas y se eliminó el líquido libre de almidón,
posteriormente se colocó en una bandeja y se secó a una temperatura de 37°C durante 24 horas,
los gránulos secos de almidón obtenidos se triturarán por medio de un triturador manual para
reducir su tamaño. Se tamizó por medio de una malla de 150 μm, el almidón obtenido de cada
tratamiento y repetición se guardará en fundas ziploc con su respectiva identificación.
Procedimiento para la extracción del almidón de maíz (Zea mays L.).
Para este procedimiento se seleccionaron granos de maíz sin ningún daño físico, se retiró las
impurezas, posteriormente se dejó en remojo durante 24 horas esto permitió el ablandamiento
y la liberación del almidón. Tras el remojo, el maíz se muele en un molino para descomponer el
grano y liberar el almidón. En esta etapa, se utiliza agua para formar una pasta de maíz. La pasta
resultante se sometió a un proceso de separación mediante filtración y centrifugación. El almidón
se encuentra suspendido en el agua y se separa del salvado (fibra) y el germen del maíz. El líquido
resultante se dejó reposar para que el almidón se decante al fondo del recipiente, luego se eliminó
el sobrenadante. A continuación, se realizó la purificación del almidón con abundante agua,
eliminando impurezas solubles y otras sustancias no deseadas. El almidón limpio se secó a una
temperatura de 37°C durante 36 horas, hasta obtener un polvo fino y de color blanco.
Pruebas fisicoquímicas de los almidones.
La metodología de análisis fisicoquímico de almidones involucra una serie de pruebas que
permiten caracterizar sus propiedades esenciales.
Rendimiento.
El rendimiento obtenido se calculará en base a la cantidad de materia prima empleada y la
cantidad de almidón obtenido, dicho cálculo se realiza mediante la siguiente ecuación:
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Donde:
P₀= Peso de la materia prima (g)
Pf= Peso del almidón (g)
Humedad
La determinación de humedad se llevó a cabo por método gravimétrico para lo cual, se utilizó una
estufa (BIOBASE, BOV-T30CII). Se puede medir a través de la pérdida de peso mediante el método
de secado en termobalanza, en el que el contenido de humedad se determina a partir del cambio
de peso de la muestra después de la evaporación del agua (9).
Cenizas
La determinación de cenizas se realizó por incineración por el método AOAC 940.26: 2000,
utilizando una mufla (Thermo Scientific, FB1310M-33). Se tararon los crisoles en la mufla a 550°C
durante 1 hora, luego se enfriaron en un desecador hasta alcanzar peso constante. A
continuación, se pesaron tres muestras de aproximadamente 3 g de almidón de yuca y maíz,
colocándolas en los crisoles correspondientes. Las muestras fueron calcinadas sobre el reverbero
hasta que cesó la emisión de humo. Posteriormente, los crisoles con las muestras calcinadas se
colocaron en la mufla a 550°C durante 7 horas, o hasta que las muestras se convirtieron
completamente en ceniza, alcanzando una coloración blanca. Tras enfriar los crisoles en un
desecador durante 25 a 30 minutos, se procedió a pesar los crisoles con las cenizas para calcular
el porcentaje de cenizas con la siguiente ecuación:
En donde:
P= Masa del crisol con las cenizas en gramos
p= Masa del crisol vacío en gramos
M= Masa de la muestra en gramos
Solubilidad
Se secaron los tubos de centrífuga en la estufa a 60°C y luego se pesaron. A continuación, se
adicionaron 1.5 g de almidón de yuca y maíz en cada tubo, realizando el ensayo por triplicado
para cada almidón. Se midieron 30 ml de agua destilada precalentada a 60°C y se añadieron a
cada tubo. Tras agitar levemente el sedimento, los tubos se colocaron en un baño maría a 60°C
durante 30 minutos y luego se agita a los 10 minutos. Luego, se centrifugaron a 3000 rpm por 30
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minutos a temperatura ambiente. Se tararon los vasos de precipitación y se midió el volumen del
líquido obtenido, de los cuales se colocaron 10 ml en un vaso de precipitación. El líquido se secó
en la estufa a 70°C durante 24 horas. Finalmente, se pesaron los tubos de centrífuga con el gel y
los vasos de precipitación con los insolubles y se realizó el cálculo correspondiente con la siguiente
formula:
pH
El pH se determinó con un multiparámetro (STRIRRER, PL-700PC). Se realizó la calibración del
medidor de pH utilizando soluciones tampón de 4.0 y 7.0. Posteriormente, se pesaron 20 g de
almidón de yuca y maíz, que se colocaron en vasos de precipitación. Se adicionaron 100 ml de
agua destilada previamente hervida para eliminar el CO2. La solución se filtró a través de un papel
filtro y se tomó una alícuota. Finalmente, se introdujo el electrodo del medidor de pH y se midió
el pH de la muestra.
Temperatura de gelificación
Se disolvieron 10 g de almidón en 100 ml de agua destilada y se colocó el vaso en un baño maría
a 85°C. Se mantuvo una agitación constante con el termómetro hasta que se formó una pasta
homogénea. Durante este proceso, se tomó la lectura directamente del termómetro para
monitorear la temperatura.
Fibra
Se colocaron 2 g de muestra seca y desengrasada en un vaso de Berzellius, junto con núcleos de
ebullición y 250 ml de ácido sulfúrico (H₂SO₄) al 1.25%. El vaso fue llevado al equipo
correspondiente y se mantuvo en ebullición durante 30 minutos exactos. Posteriormente, se
desconectó el vaso del equipo y se filtró al vacío. El vaso y el papel filtro fueron lavados con 250
ml de agua caliente para asegurar la eliminación de residuos. El residuo filtrado se trasvasó
nuevamente al vaso de Berzellius, y se adicionaron 250 ml de hidróxido de sodio (NaOH) al 1.25%.
El vaso fue colocado de nuevo en el equipo, ajustando el condensador, y se mantuvo en ebullición
durante 30 minutos exactos. Tras este tiempo, el vaso fue desconectado del condensador, se dejó
enfriar y luego se filtró a través de un crisol, que contenía una capa de lana de vidrio previamente
tarada.
Donde:
%F = Fibra cruda en porcentaje en masa.
P1= masa del crisol con el residuo desecado en (g).
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P= masa del crisol junto con la ceniza en (g).
m= masa de la muestra luego de secar (g).
Proteína: Método Kjeldahl
Se pesaron 0.5 g de almidón en un tubo de digestión del equipo Kjeldahl. A continuación, se
añadieron 2 g de mezcla catalizadora (1.8 g de K₂SO₄ y 0.2 g de CuSO₄) y 20 ml de ácido sulfúrico
concentrado (H₂SO₄) al tubo. El tubo fue colocado en el equipo Kjeldahl, donde se encendió el
sistema. Una vez alcanzado el tiempo establecido en el proceso, se apagó el equipo y se dejó
enfriar el tubo de digestión. Tras enfriarse, se retiró el tubo del equipo y se le añadieron 25 ml de
agua destilada. Posteriormente, el tubo fue colocado en un destilador. En la parte derecha del
destilador, se colocó un Erlenmeyer de 500 ml con 50 ml de ácido bórico al 4%, al que se
agregaron dos gotas de indicadores: rojo de metilo y verde de bromocresol. El color de la solución
se tornó verde esmeralda, lo que indicó que el amoníaco fue capturado. Finalmente, se tituló el
destilado con una solución de HCl 0.1 N hasta que el color de la mezcla cambió a rojo, indicando
el final de la titulación con los datos calculamos el porcentaje de contenido de proteína con la
siguiente ecuación:
%P= Contenido de proteína
f= factor para transformar el % N2 en proteína (específico del alimento)
V= Volumen del HCl empleado en la titulación
N= Normalidad del HCl (ml)
m= Masa (g)Determinación de la formulación del recubrimiento biodegradable.
Las formulaciones evaluadas en este estudio consisten en tres tratamientos diferentes para la
elaboración de recubrimientos biodegradables a base de almidón de maíz, almidón de yuca y
Agar-Agar, con el objetivo de conservar productos cárnicos. En todos los tratamientos, el Agar-
Agar actúa como agente gelificante, proporcionando estabilidad a los recubrimientos y
permitiendo su formación en película para la conservación de los productos cárnicos Tabla 1.
Tabla 1. Determinación de la formulación del recubrimiento con diferentes concentraciones de almidón.
FORMULACIÓN
Tratamiento 1
Tratamiento 2
Tratamiento 3
Almidón de maíz
50%
75%
25%
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Almidón de yuca
50%
25%
75%
Agar-Agar
0,5 g
0,5 g
0,5 g
Agua Destilada
250 ml
250 ml
250 ml
Pruebas físicas
Espesor: La medición se realizó con un micrómetro digital 2781, un total de 10 veces entre
superficies lisas y rugosas, a continuación, se calculó un promedio entre las mismas.
Pruebas mecánicas
Fuerza de tracción: Para este procedimiento se recortó películas de 2 cm de ancho x 5 cm de
largo situándolas en una máquina universal marca Metrotec modelo MTE-50 aplicando una
fuerza de 200 N y velocidad de 5 mm min-1 (10).
Pruebas ópticas
Análisis FTIR:
La espectroscopía Infrarroja por la Transformada de Fourier (FTIR) es una técnica empleada para
obtener la huella dactilar molecular que absorbe la onda infrarroja de acuerdo con los enlaces
químicos y estructurales, proporcionando información de la estructura específica de
biomoléculas como lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos, a través de una serie de
bandas identificables de grupos funcionales en la región electromagnética del infrarrojo medio
(11).
Pruebas microbiológicas
Para las pruebas microbiológicas aplicamos el recubrimiento en los filetes de carne de res y
dejamos reposar en un periodo de 24 horas a una temperatura de 4°C, simulando la vida de
anaquel a la que están los filetes de carne de res. Las pruebas se aplicaron a los microrganismos
Aerobios mesófilos UFC/ml según la NTE INEN 1529-5 y E. coli UFC/ml de acuerdo con la NTE INEN
1529-8.
RESULTADOS
Rendimiento de los almidones
Tabla 2. Resultados del rendimiento de los almidones obtenidos
PESO INICIAL
PESO DEL ALMIDÓN
RENDIMIENTO %
YUCA
1663.69 g
865,118 g
51,99%
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MAÍZ
1289,96 g
604,60 g
46,86%
Parámetros fisicoquímicos
Los resultados de los análisis fisicoquímicos se muestran en la tabla 3, donde se expresan los datos
obtenidos en el análisis de humedad, temperatura de gelificación, pH, solubilidad, cenizas, fibra
y proteína de los almidones (yuca y maíz) respectivamente.
Tabla 3. Resultados de los parámetros fisicoquímicos aplicados a los dos tipos de almidón
Humedad %
Temperatura de
gelificación
pH
Solubilidad
%
Cenizas
%
Fibra
%
Proteína
%
Yuca
9,13 ± 0,81
75°C ± 2
4,14 ±0,07
3 ±0,015
1,84
0,53
0,49
Maíz
7,63 ±0,44
60°C ± 2
5,20 ±0,25
0,93 ± 0,033
1,6
3,68
1,7
Elaboración del recubrimiento biodegradable
Para la elaboración del recubrimiento utilizamos tres formulaciones (T
1
, T
2
y T
3
) en concentración
de almidone, para cada tratamiento, se disolvió 0,5 g de Agar-Agar en 50 ml de agua destilada
precalentada a 60°C para su dilución. Por otro lado (T
1
, T
2
y T
3
) se disolvieron en 200 ml de agua
destilada respectivamente a baño maría hasta llegar a una temperatura de 65°C en la cual inició
el proceso de gelificación, este proceso se realiza con el fin de remover burbujas las cuales pueden
afectar la calidad final del recubrimiento (12) y se agregó la dilución de Agar-Agar. Se agregó a
cada una de las mezclas en una lata de aluminio y lo colocamos en una estufa a una temperatura
de 65°C durante 5 horas.
Pruebas físicas.
Tabla 4. Parámetros físicos aplicados a las tres concentraciones.
Espesor
T1 50/50
9 ± 1,5 µm
T2 75/25
10 ± 1 µm
T3 25/75
9 ± 1 µm
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Prueba mecánica.
Figura 1. Fuerza de Tracción máxima de los tratamientos 1, 2 y 3.
En la Figura 1 se muestra el máximo medio para cada nivel de Tratamientos. También muestra un
intervalo alrededor de cada media. Los resultados que se muestran actualmente se basan en el
procedimiento de diferencias honestamente significativas (HSD) de Tukey. Están construidos de
manera que, si todas las medias son iguales, todos los intervalos se superpondrán el 95,0% del
tiempo. En la cual (T
2
y T
3
) no tienen diferencia significativa a T
1
.
Figura 2. Fuerza de Tracción mínima de los tratamientos 1, 2 y 3.
En la Figura 2 se puede observar la media mínima para cada nivel de Tratamientos. También
muestra un intervalo alrededor de cada media. los intervalos.
Los resultados que se muestran actualmente se basan en el procedimiento de diferencias
significativas (HSD) de Tukey. Están construidos de tal manera de que, si todas las medias son
iguales, todos los intervalos se superpondrán el 95% del tiempo. Donde existe diferencia
significativa entre T
1,
T
2
y T
3.
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L.) EN LA CONSERVACIÓN DE CARNE DE RES.
107
Pruebas ópticas FTIR.
Para determinar los grupos funcionales que componen cada uno de los tratamientos
desarrollados utilizamos la espectrofotometría de Fourier FTIR obteniendo así la representación
de los datos en las grafica 1, 2 y 3 respectivamente.
Figura 3. Espectro de absorción infrarroja de la transformada de Fourier en el recubrimiento biodegradable T1
(50/50 almidón de maíz y yuca).
En la Figura 3 se puede observar la transformada de Fourier en relación al espectro infrarrojo del
número de honda y la absorbancia del recubrimiento elaborado a partir de 50% de almidón de
yuca y 50% de almidón de maíz.
Figura 4. Espectro de absorción infrarroja de transformación de Fourier en el recubrimiento biodegradable T2
(75/25 almidón de maíz y yuca).
En la Figura 4 se puede observar la transformada de Fourier en relación al espectro infrarrojo
del número de honda y la absorbancia del recubrimiento elaborado a partir de 75% de almidón
de yuca y 25% de almidón de maíz.
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Figura 5. Espectro de absorción infrarroja de transformación de Fourier en el recubrimiento biodegradable T3
(25/75 almidón de maíz y yuca).
En la Figura 5 se puede observar la transformada de Fourier en relación al espectro infrarrojo del
número de honda y la absorbancia del recubrimiento elaborado a partir de 25% de almidón de
yuca y 75% de almidón de maíz.
Como se puede observar en las Figuras 3, 4 y 5 respectivamente, el análisis estructural realizado
por absorción infrarroja sugiere una conformación muy cercana entre todas las biopelículas
analizadas. La región de 4000-2500 cm-1 corresponden a las bandas que aparecen en esta región
y se encuentran relacionadas con enlaces de estiramiento de O-H, C-H y N-H. El enlace O-H del
agua, genera una banda muy amplia y alta se encuentra entre 3500 y 3200 cm-1. Así mismo, entre
la región 2000-1500 cm-1 podemos encontrar un enlace covalente entre el carbono y el nitrógeno
C=N con una banda no muy intensa, entre el rango 1750–1735 cm-1 encontramos esteres C=O
doble enlace covalente polar que une un átomo de carbono con un átomo de oxígeno, además
de encontrar C-O entre 1260-1000 cm-1 con una banda medianamente débil y en ~720 ubicamos
una banda débil de
(metileno).
Pruebas microbiológicas.
Tabla 5. Resultados de las pruebas microbiológicas aplicadas a los filetes de carne después de la aplicación del
recubrimiento.
C1
(50% maiz-50% yuca)
C2
(75% maiz-25% yuca)
C3
(25% maiz-75% yuca)
M
MÉTODO DE
ENSAYO
Aerobios mesófilos
Ausencia
Ausencia
Ausencia
5,0x
NTE INEN
1529-5
Escherichia coli.
Ausencia
Ausencia
Ausencia
<10
NTE INEN
1529-8
Donde:
m= nivel de aceptación
APLICACIÓN DE UN RECUBRIMIENTO BIODEGRADABLE A BASE DE ALMIDÓN DE YUCA (Manihot esculenta) Y MAÍZ (Zea mays
L.) EN LA CONSERVACIÓN DE CARNE DE RES.
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DISCUSIÓN
El almidón como materia prima tiene un amplio campo de aplicación debido a que este es el
polisacárido más utilizado como espesante, estabilizante y gelificante, además, de ser empleado
en la industria manufacturera de papel, adhesivos y empaques biodegradables (13).
El almidón de yuca proviene de la raíz de la planta de yuca y está compuesto principalmente por
dos componentes: amilosa y amilopectina. En el caso de la yuca, la amilopectina es la
predominante, representando alrededor del 80% del total, en cambio la amilosa representa el
25% en el almidón (14). La Tabla 1, revela que se obtuvo un rendimiento del 51,99 y 46,86 % del
almidón de yuca y maíz respectivamente. Según (15) la obtención del almidón de yuca a partir del
proceso de extracción artesanal resultó eficiente con relación a los procesos a escala industrial,
presentando un rendimiento medio de 56,84%. Del mismo modo, (16) menciona que la
determinación del método húmedo para la extracción del almidón del maíz fue de 27,31%, siendo
esta menos a la obtenida en el presente estudio, esto se debe al tipo de grano empleado en la
investigación.
Al analizar los resultados fisicoquímicos representados en la tabla 3, se puede mencionar que el
porcentaje de humedad del almidón de yuca varía entre 9,13 ± 0,81. En relación con la
temperatura de gelificación del almidón de la yuca es de 75°C ± 2, lo que significa que posee la
capacidad de gelatinización, por lo tanto, los gránulos de almidón se descomponen a polímeros
lineales a temperaturas mayores a 70°C dando como resultado la formación de una pasta con
propiedades coloidales específicas (17). Por otro lado, el pH de la yuca es 4,14 ± 0,07, lo que la
hace ligeramente ácida. En términos de solubilidad, la yuca presenta el 3 %, lo que sugiere que
una proporción significativa de sus componentes solubles puede disolverse en agua. Es necesario,
resaltar que el contenido proteico es bajo de 0,49 % (18).
Así mismo, el almidón de maíz obtuvo un porcentaje de humedad de 7,63 % y un pH de la muestra
es 5,20 ± 0,25, lo que lo coloca en un rango ligeramente alcalino. En cuanto a su solubilidad, el
maíz tiene un 0,93 ± 0,033 %, lo que indica una capacidad de disolución en agua menor que la de
la yuca. El contenido de cenizas es de 1,6 %, lo que refleja un nivel moderado de minerales
presentes. El contenido de fibra en el maíz es de 3,68 %, lo que lo convierte en una fuente
importante de fibra. Finalmente, el contenido proteico es de 1,7%, lo que lo convierte en una
fuente significativa de proteínas en comparación con la yuca (19).
En la Tabla 4 se puede observar los datos obtenidos en relación con las pruebas físicas y mecánicas
realizadas a los recubrimientos, con respecto al espesor de las concentraciones (T
1
, T
2
y T
3
). El
tratamiento C1 obtuvo una variación promedio de 1,5 µm a diferencia de T
2
y T
3
. De acuerdo con
la Norma 2636 (2012), menciona que las láminas delgadas o películas son aquellas que tienen un
espesor inferior a 0,25 mm, por lo que todas las formulaciones cumplen con el espesor adecuado
(10).
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En el caso de las figuras 3, 4 y 5 se puede resaltar la existencia de enlaces covalentes como O-H,
C-H y N-H que se produce en el almidón, además de presentar un enlace C=N y encontrar
presencia de esteres C=O. Según (20) la esterificación es una reacción en la que se da un ataque
nucleofílico del oxígeno de la molécula que contiene el grupo OH al carbono insaturado que
contiene el grupo carboxílico. Además, necesita de un catalizador como lo es el NaOH que se
encarga de aumentar la carga parcial positiva sobre el átomo de carbono (actividad carbonílica)
por protonación de uno de los oxígenos del agente con el grupo carboxílico, dando como producto
un enlace éster y una molécula de agua. En cambio, la banda encontrada en ~720 de
(metileno) puede relacionarse con una flexión de agua (21). Las pruebas microbiológicas
realizadas a los filetes de carne después de la aplicación del recubrimiento podemos observar los
resultados en la Tabla 5, en la cual los diferentes recubrimientos se encuentran dentro del rango
de aceptación con respecto a la norma NTE INEN 1338:2012 sobre los requisitos para productos
cárnicos crudos, curados, madurados, precocidos y cocidos.
CONCLUSIONES
Los recubrimientos biodegradables a base de almidón tienen diferentes propiedades
dependiendo de la fuente de la que fueron extraído. En este trabajo se analizan recubrimientos
desarrolladas a partir de los yuca y maíz en diferentes concentraciones. Se comparan propiedades
físicas, mecánicas, absorción óptica de infrarrojos y microbiológicas.
Descubrimos que T
2
(75/25 almidón de maíz y yuca) inhibe el crecimiento microbiano
significativamente aparte de cumplir con los requisitos microbiológicos establecidos por la norma
NTE INEN 1338:2012 sobre los requisitos para productos cárnicos crudos, curados, madurados,
precocidos y cocidos. Además de tener características optimas en pruebas físicas y mecánicas.
Por lo tanto, este recubrimiento a base de almidón de maíz 75% y yuca 25% se propone como
una matriz potencial para sustituir los recubrimientos no degradables y ayudar a mejorar el medio
ambiente y reducir los desechos que estos producen.
Después del análisis FTIR (Espectroscopía de la transformada de Fourier) se puede determinar la
presencia de grupos funcionales importantes en los recubrimientos como la existencia de enlaces
covalentes, presencia de esterificación y agua como compuesto de la elaboración.
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