caracterizaciÓn reolÓgica, fisicoquÍmica y de la

CARACTERIZACIÓN REOLÓGICA, FISICOQUÍMICA Y

DE LA BIODEGRADACIÓN DE SOLUCIONES Y

PELÍCULAS DE KEFIRAN Y GLICEROL

María Fernanda Rodríguez Beltrán

Asesor:

Felipe Salcedo

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Química

Proyecto de Grado

Bogotá D.C

2013

de 28

Tabla de contenido RESUMEN............................................................................................................................................ 4

1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 4

2. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................... 5

2.1. Kefiran ........................................................................................................................................ 5

2.2. Estructura de polímeros .............................................................................................................. 6

2.2.1. Estructura Cristalina ............................................................................................................... 6

2.2.2. Estructura Amorfa .................................................................................................................. 7

2.3. Plastificantes ............................................................................................................................... 7

2.4. Visco-elasticidad ........................................................................................................................ 8

3. METODOLOGIA .......................................................................................................................... 9

3.1. Cultivo de Kéfir .......................................................................................................................... 9

3.2. Aislamiento del kefiran .............................................................................................................. 9

3.3. Formación de las soluciones y las películas de kefiran y glicerol.............................................. 9

3.4. CARACTERIZACIÓN ............................................................................................................ 10

3.4.1. Pruebas reológicas ................................................................................................................ 10

3.4.1.1. Prueba de flujo .................................................................................................................. 10

3.4.1.2. Reología dinámica oscilatoria ........................................................................................... 10

3.4.2. Pruebas de calorimetría diferencial de barrido (DSC) .......................................................... 10

3.4.3. Prueba Termogravimétrica (TGA) ....................................................................................... 10

3.4.4. Prueba de difracción de rayos X (DRX) ............................................................................... 10

3.4.5. Pruebas de espectroscopia Infrarroja (FT-IR) ...................................................................... 11

3.4.6. Biodegradabilidad ................................................................................................................. 11

4. RESULTADOS Y ANALISIS..................................................................................................... 11

4.1. Pruebas reológicas .................................................................................................................... 11

4.1.1. Prueba de Flujo ..................................................................................................................... 11

4.1.2. Pruebas oscilatorias .............................................................................................................. 12

4.2. Prueba del DSC ........................................................................................................................ 15

4.2.1. Temperatura de fusión (Tm) ................................................................................................. 16

4.2.2. Temperatura de transición vítrea (Tg) .................................................................................. 17

4.3. Pruebas del TGA ...................................................................................................................... 18

4.4. Pruebas de DRX ....................................................................................................................... 19

4.5. Pruebas de FT-IR...................................................................................................................... 20

4.6. Biodegradabilidad .................................................................................................................... 21

de 28

CONCLUSIONES .............................................................................................................................. 23

Bibliografía ............................................................................................................................................. 24

Tabla de Figuras y tablas

Figura 1: Estructura del kefiran ................................................................................................................ 6

Figura 2: Estructura cristalina de un polímero (9). ................................................................................... 7

Figura 3: Estructura de un polímero sólido vítreo. ................................................................................... 7

Figura 4: Viscosidad de las soluciones de kefiran en sus niveles de glicerol ......................................... 11

Figura 5: Modulo elástico y viscoso a frecuencia constante ................................................................... 13

Figura 6: Módulos G’ y G’’ para cada una de las soluciones. ................................................................ 13

Figura 7: Modulo Elástico de las soluciones con sus diferentes niveles ................................................ 14

Figura 8: Modulo Viscoso de las soluciones con sus diferentes niveles. ............................................... 15

Figura 9: Termograma película de kefiran al 25% (Para ver más detalle ver Anexo A) ........................ 16

Figura 10: Datos del pico de fusión de las películas de kefiran .............................................................. 17

Figura 11: Temperatura de transición vítrea del primer (Tg1) y segundo (Tg2) calentamiento a diferente

composición de glicerol. ......................................................................................................................... 18

Figura 12: Análisis termo gravimétrico de la película del 25% de glicerol. ........................................... 19

Figura 13: Difracción de rayos X de las películas de kefiran/glicerol y kefiran puro ............................ 20

Figura 14: Análisis FT-IR de las películas del 0%, 25% y 40% junto con kefiran puro. ....................... 21

Figura 15: Biodegradación de las películas en sus niveles de plastificante. ........................................... 22

Figura 16: Crecimiento de bacterias en las películas. a) 0%, b) 10%, c) 25%, d) 40% y e) almidón. ... 23

Figura 17: Termograma de la película de kefiran al 0% de glicerol ....................................................... 26

Figura 18: Termograma de la película de kefiran al 10% de glicerol ..................................................... 27



Tabla 1: resultados de la ley de Ostwald................................................................................................. 12

Tabla 2: Comportamiento del módulo G’ ............................................................................................... 14

Tabla 3: Comparación de análisis de FTIR para una película de Kefiran .............................................. 20

Tabla 4: Caracterización del suelo .......................................................................................................... 22

de 28

RESUMEN

En este documento se presenta la elaboración de películas de kefiran junto con glicerol el cual actúa

como plastificante. Se realizó la caracterización fisicoquímica de las películas de kefiran mediante

distintas pruebas como los son calorimetría diferencial de barrido (DSC, por sus siglas en ingles),

espectroscopia de infrarrojo (FT-IR, por sus siglas en ingles), Difracción de Rayos X (DRX) y análisis

termogravimétrico (TGA, por sus siglas en ingles); con estas pruebas se puede identificar la estructura

semi-cristalina presente en las películas de kefiran y cómo el glicerol puede llegar a afectarla. En la

caracterización reológica de las soluciones de kefiran se observa el efecto del plastificante por medio

de la prueba de flujo, adicional a esto se realiza una prueba dinámica oscilatoria para observar el

comportamiento de las soluciones con el plastificante. Se realiza el estudio de la biodegradación de las

películas por medio de la norma ASTM-D5988 para la biodegradación anaeróbica de polímeros.

Finalmente se observa cómo el glicerol afecta la estructura del kefiran haciéndolo más amorfo, menos

cristalino, mas viscoso, y biodegradable.

ABSTRACT

This paper show making of kefiran films with glycerol, which acts as plasticizer. Physicochemical

characterization of kefiran films was performed by testing of Differential Scanning Calorimetry (DSC),

Infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (DRX, for its acronym in Spanish) and a TermoTGA;

testing shows a previous result about the structure of the films and the effect of glycerol on this semi-

crystalline structure. In the rheological characterization of kefiran solutions, shows the effect of

plasticizer by a flow test; in addition it was made a dynamic oscillatory test to observe the behavior of

the solution with the plasticizer. Finally it show how the glycerol affect the structure of kefiran made it

more amorphous, less crystalline, more viscous and biodegradable.

1. INTRODUCCIÓN

El actual uso de polímeros en la vida cotidiana de las personas y su gran necesidad para la sociedad

generan un alto consumo de los mismos, por lo tanto un posterior desecho de ellos. La degradación de

los polímeros sintéticos es lenta, esto hace que produzcan una gran cantidad de contaminación

ambiental. Esta problemática es el objeto de estudio e interés por esto se realiza la implementación de

biopolímeros para reemplazar los polímeros sintéticos. Un ejemplo de esto es el almidón el cual

alcanza propiedades similares a los polímeros tradicionales siendo un material de posible uso para la

sustitución de polímeros de uso diario (1).

Se plantea la elaboración de películas de biopolímeros, las cuales deben cumplir ciertos requisitos para

su correcta funcionalidad como lo han logrado las películas elaboradas con almidón, las cuales poseen

propiedades similares a las que se utilizan actualmente como la permeabilidad del agua y mecánicas

(2). Por otro lado, el Kefiran se plantea como un biopolímero alternativo al almidón para realizar así

empaques de comida que cumplen con las propiedades necesarias para su conservación (3).

Para mejorar las propiedades de las películas de Kefirán se realizan distintas mezclas con azucares, y

polioles (4) y se plantea que tiene un gran potencial para la realización de estas películas para

empaques de alimentos como se puede observar en varios estudios (4, 8, 9). Es importante realizar la

caracterización del Kefiran junto con un plastificante como el glicerol para determinar la composición

adecuada que cumpla con las propiedades requeridas para su uso junto con su facilidad de

biodegradación.

de 28

Al aislar el kefiran de los granos de kéfir, se obtiene un sólido al cual no se le puede dar forma, por esta

razón es importante la adición de un plastificante como el glicerol para que el material adquiera

características plásticas. En estudios como el de Piermaria y colaboradores (2011) se obtiene que la

adición del glicerol mejora las propiedades como permeabilidad al vapor de agua y la tensión. El

objetivo de realizar las pruebas reológicas y fisicoquímicas es comprender el proceso de plastificación

que tiene el kefiran al tener un agente plastificante junto con el cambio de su estructura. Al realizar la

caracterización de un material se pueden entender los procesos y las propiedades, por este motivo se

plantean el estudio micro-estructural de soluciones de kefiran con glicerol, para entender el

comportamiento de las mismas. En el estudio de Piermaria (2010), se realizan películas de kefiran y se

discute cómo la adición de un plastificante como el glicerol y otro compuesto como la glucosa

producen cambios en la arquitectura del kefiran, lo que podría explicar los cambios de flexibilidad en

cada película (4; 5). Así mismo, es importante caracterizar las soluciones de kefiran para lograr un

entendimiento de sus propiedades.

El objetivo de la utilizar biopolímeros en lugar de polímeros tradicionales, es buscar una nueva fuente

de obtención renovable de estos y posteriormente una rápida degradación. Para esto se realiza un gran

estudio de biodegradación de los polímeros, ya que, después de su uso la mayoría son desechados en el

ambiente. Al utilizar biopolímeros como el kefiran se busca que después de su uso su degradación sea

rápida y sin efectos ambientales a diferencia de los polímeros tradicionales

En este trabajo se realiza el estudio de la plastificación de soluciones de kefiran a diferentes

concentraciones de glicerol. Se realizaron varias pruebas para determinar el efecto de glicerol en las

mismas como las siguientes: calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) para analizar las

transformaciones o transiciones térmicas del material; análisis termogravimétrico (TGA) con el cual se

complementa el estudio de las transiciones térmicas; difracción de rayos X (DRX) para observar la

cristalinidad de las películas; espectroscopia de infrarrojo (FT-IR) para determinar los grupos

funcionales presentes en las películas; un estudio reológico del comportamiento y estructura de

soluciones acuosas de Kefiran y glicerina. Mediante esta caracterización se podrá obtener un mejor

entendimiento fundamental de los fenómenos que ocurren en el Kefirán y se podrán tener herramientas

más sólidas para mejorar sus propiedades modificando la formulación. Adicional a esta caracterización

es importante realizar el estudio de biodegradación aerobica indicada en la norma ASTM D5988-12,

para polímeros plásticos.

2. MARCO TEÓRICO

2.1. Kefiran

El kefiran es un polisacárido obtenido a partir de la fermentación de los granos de kéfir gracias al

bacilo lactobacillus kefiranofaciens, es soluble en agua y está conformado por cantidades iguales de D-

glucosa y D-galactosa (4). El kefiran al ser un exopolisacarido tiene un alto peso molecular y la

extracción del mismo es un procedimiento relativamente sencillo (6). Las aplicaciones que se le pueden

dar al kefiran son varias; hay diversos estudios del kefiran sobre la formación de películas para el

empaque de alimentos, como se mencionó anteriormente, con las cuales se han obtenido alta

impermeabilidad al agua (7). Otros usos adicionales del kefiran se encuentran en: yogures que son de

alto contenido probiótico; antagonizadores de los efectos biológicos producido por el bacillus cereus1

1 Bacillus cereus, es el bacilo causante de las intoxicaciones alimentarias, que se pueden encontrar en cereales, leche,

cremas pasterizadas, entre otros.

de 28

(6); como antitumoral porque inhibe el crecimiento del tumor, ya que se han realizado pruebas en

ratones (8); y otros usos comunes en alimentos elaborados a base de kefiran, emulsiones y como agente

gelificante. El la figura 1 Se puede observar la estructura del kefiran.

Figura 1: Estructura del kefiran

2.2. Estructura de polímeros

Los polímeros al poseer largas cadenas conformadas por unidades monoméricas, presentan una

estructura especial a diferencia de otros materiales. Inicialmente y de manera usual se pueden encontrar

en estado sólido, al aumentar la temperatura los polímeros se funden, pasando así a una fase liquida, en

general, altamente viscosa. Posteriormente a una temperatura mayor los polímeros sufren una

degradación de las cadenas en lugar de pasar a fase gaseosa.

Para este documento el cual se enfatiza en la caracterización de películas de kefiran, se desea observar

la estructura de las mismas. Los polímeros sintéticos y biopolímeros, presentan en estado sólido dos

tipos de estructura: cristalina y amorfa, las cuales se diferencian en el ordenamiento o desorden de las

cadenas respectivamente. Los polímeros poseen juntas estructuras, lo cual les permite tener distintas

propiedades.

2.2.1. Estructura Cristalina

La estructura cristalina de un polímero se genera debido al ordenamiento de las cadenas como se puede

observar en la Figura 2. Las principales propiedades que genera este tipo de estructura en el polímero

es incrementar su rigidez, ser más opaco, y permite la fundición del material. En polímeros

tradicionales, se observa como al disminuir la temperatura las cadenas poliméricas se re ordenan

formando nuevamente la estructura cristalina (9). Debido al gran tamaño de los biopolímeros la

estructura cristalina que estos presentan es más compleja que polímeros tradicionales como el

polietileno, afectando así el reordenamiento de las cadenas al enfriar un biopolímero impidiendo

de 28

nuevamente así forma semicristalina (10). En este estudio se observará el estudio de esta estructura en

el kefiran.

Figura 2: Estructura cristalina de un polímero (9).

2.2.2. Estructura Amorfa

Los polímeros poseen una estructura amorfa en las cuales sus cadenas se encuentran desordenadas

como se observa en la Figura 3. Esta estructura genera una mayor flexibilidad y trasluces en el

material. El cambio característico de esta estructura se da mediante la transición vítrea, la cual es

característica de los polímeros y se da a una temperatura específica para cada uno. Antes de este punto

las cadenas en estado amorfo no pueden moverse estando totalmente rígidas y después de esta

temperatura las cadenas pueden movilizarse generando flexibilidad en el polímero. Los biopolímeros

presentan una mayor estructura amorfa debido a la su compleja estructura que impide la organización

de las cadenas.

Figura 3: Estructura de un polímero sólido vítreo.

2.3. Plastificantes

Los plastificantes son aditivos que ingresan a la matriz polimérica con dos principales propósitos:

modificar las propiedades del material y ayudar el procesamiento del mismo. Los plastificantes

modifican propiedades como el rango de temperatura de uso, aumento de la flexibilidad, elongación y

dureza, y una disminución en la temperatura de transición vítrea (Tg). En el procesamiento de los

polímeros el plastificante permite disminuir la temperatura de procesamiento, evita que se peque en los

moldes y mejora el humedecimiento (11).

de 28

La forma en la que es plastificante logra este cambio en las propiedades del material es debido al

ingreso de este en la estructura del polímero. Al ser una molécula pequeña ingresa a la estructura

amorfa aumentando la distancia entre estas generando así, como se dijo anteriormente, una mayor

flexibilidad y disminución en la Tg. Adicionalmente el plastificante debe tener afinidad con el polímero

para poder ingresar con mayor facilidad en la matriz polimérica sin generar una reacción química en el

mismo. En la elaboración de películas los plastificantes más utilizados son monosacáridos,

oligosacáridos, polioles, lípidos y derivados. Generalmente todos con el grupo hidroxilo (OH) los

cuales generan puentes de hidrogeno en el polímero logrando así una mayor afinidad (11).

El plastificante utilizado en este estudio fue el glicerol, el cual cumple con las características ya

mencionadas. Permite una mejora en las películas de kefiran debido al efecto que este genera en la

estructura del biopolímero, como se explicara más adelante.

2.4. Visco-elasticidad

Un comportamiento característico de los polímeros es la viscoelasticidad que presenta tanto en estado

sólido o fundido. Esta propiedad tiene características de líquido y sólido, es decir, las viscoelasticidad

describe el comportamiento entre los extremos clásico del modelo elástico de Hooke (para solidos

ideales) y le modelo viscoso de Newton (para líquidos ideales) (12).

Al realizar experimentos mecánicos como lo es el experimento de creep y relajación de esfuerzos el

comportamiento de un material solido ideal es diferente al del líquido ideal mientras que un material

viscoelástico es una combinación de juntos. El experimento de creep consiste en un esfuerzo constante

en el tiempo y da como resultado el cambio de la deformación, en la Figura 4a se observa la diferencia

de comportamiento para cada material y como un material viscoelástico se relaciona con los otros. Esto

también se observa en la relajación de esfuerzos la cual consiste en tener una deformación constante y

se observa el cambio de esfuerzo con el tiempo como se observa en la Figura 4b.

Figura 4: Experimento de Creep y rlajacion de esfuerzos para un sólido y liquido ideal y viscoelástico.

de 28

3. METODOLOGIA

En el estudio sobre las películas de kefiran se planteó el siguiente procedimiento, el cual consiste en el

cultivo de granos de kéfir, el aislamiento del kefiran, preparación de las soluciones y la formación de

sus películas y finalmente las pruebas fisicoquímicas, reológicas y de biodegradación.

MATERIALES

Granos de kéfir, de los cuales se obtiene el kefiran

Etanol nivel reactivo (99%), que permite al kefiran precipitarse.

Glicerol, el cual es el plastificante de las películas.

3.1. Cultivo de Kéfir

Para cada cultivo se utilizan 20 gramos de granos de Kéfir previamente lavados con agua destilada y

secados los cuales se introducen en un erlenmeyer con leche sometida a UHT (leche pasteurizada). Los

erlenmeyers son ubicados en un agitador a 130 rpm y 25°C. Cada 24 horas los granos son separados del

líquido fermentado por medio de filtración y se adiciona leche en una cantidad de 80 mL los primeros 5

días, 100 mL los siguientes 5 días y finalmente 150 mL. Al cabo de 2 semanas el cultivo es renovado

para incrementar la producción de granos de kéfir. Finalmente se lavan los granos con agua destilada y

se secan, luego se apartan los granos necesarios para comenzar un nuevo cultivo y con los granos

restantes se realiza el aislamiento de kefiran.

3.2. Aislamiento del kefiran

Los granos de kéfir separados en la renovación del cultivo son licuados para liofilizarlos por una noche,

con un temperatura de recolector de -80°C y una presión de vacío de 0.37 mbar. La materia obtenida en

la liofilización se diluye en agua a punto de ebullición en proporción 1:10 p/p por una hora bajo

agitación constante. Para lograr una mejor remoción del material celuloso durante el calentamiento se

cubre el beaker con papel de aluminio para no perder el calor, después de enfriar la mezcla es

centrifugada a 4500 rpm a 25°C por 20 minutos y se retira el material celuloso. Luego de esto se

precipita el kefiran con etanol frio en un volumen igual a la solución y se almacena en una nevera a -

20°C por más de 8 horas. La mezcla es centrifugada a 4500 rpm por 20 minutos a 4°C y se retira el

kefiran. Se repite nuevamente la precipitación con el 70% de la reutilización del etanol para así obtener

la mayor cantidad de kefiran. Luego de esto el kefiran es secado por liofilización durante toda la

noche.

3.3. Formación de las soluciones y las películas de kefiran y glicerol.

Al obtener el kefiran puro se realiza una solución matriz de una concentración de 3.5% p/p para la cual

se mezcla con la proporción de agua indicada a 80°C. Esta solución es almacenada en un refrigerador

para evitar el crecimiento de hongos. A partir de la solución matriz se diluye hasta obtener una

concentración de 2% y se calienta. Al llegar a 80°C se mezcla con glicerol durante 30 minutos con

agitación. Debido a que se desea observar el efecto plastificante del glicerol se realizan diferentes

mezclas con proporciones diferentes de glicerol las cuales se analizan en los niveles de 0%, 10%, 25%

y 40% p/p glicerol/kefiran. Luego de tener las soluciones se colocan en un secador de bandejas a 35°C

durante 6 horas.

de 28

3.4. CARACTERIZACIÓN

3.4.1. Pruebas reológicas

Para estas pruebas se utilizó el reómetro AR-G2 marca TA Instriments® del departamento de

Ingeniería Química. En el cual se realizaron dos pruebas, la primera de flujo y la segunda de oscilación,

a cada una de las soluciones para observar el efecto del glicerol. En ambas pruebas se utilizó una

configuración de cono y plato de 6 centímetros con una inclinación de 2° y un “gap” de 59 µm.

3.4.1.1. Prueba de flujo

La prueba de flujo se realizó con un barrido de velocidad de cizallamiento entre 1-512 1/s y demás

condiciones constantes para observar el comportamiento del fluido. Los datos obtenidos de esta prueba

se ajustaron a la ley de Ostwald, ecuación 1, para conocer los valores de k y n de las soluciones.

( )

3.4.1.2. Reología dinámica oscilatoria

La prueba de oscilación se realizó para determinar el módulo elástico (G’) y el modulo viscoso (G’’)

de las soluciones. Inicialmente se realizó un barrido de amplitud de la deformación a una frecuencia

constante de 1 Hz para determinar el rango de la deformación donde los módulos no cambian (zona de

viscoelasticidad lineal). Con base en estos resultados se determinó una amplitud de 5% de deformación

para las pruebas oscilatorias de barrido de fecuencia las cuales se realizaron en un rango de 0.1 a 100

rad/s.

3.4.2. Pruebas de calorimetría diferencial de barrido (DSC)

Se utilizó el DSC modelo Q200 marca TA instruments® ubicado en el departamento de Ingeniería

Mecánica. Para esta prueba se utilizó 5 mg de las películas y un rango de tempertura de -50 a 250 °C

con una velocidad de calentamiento/enfriamiento de 10°C/min (13). El procedimiento se tomó de

Ghasemlou (2011) para obtener las transiciones térmicas de las películas de kefiran y glicerol en sus 4

niveles del 0%, 10%, 25% y 40% de glicerol.

3.4.3. Prueba Termogravimétrica (TGA)

La prueba se realizó a la película de kefiran con el 25% de glicerol para determinar las temperaturas en

las cuales había una pérdida de material. Se realizó un barrido entre 26°C y 600°C con una velocidad

de calentamiento de 10°C/min en una atmosfera de aire con una purga anterior de nitrógeno. La prueba

se realizó en el equipo TG-DSC modelo 490 PC Lux marca Netzsch®, ubicado en el departamento de

Química.

3.4.4. Prueba de difracción de rayos X (DRX)

Se realizó esta prueba para determinar la cristalinidad de las películas de kefiran y el efecto del glicerol

sobre las mismas, adicionalmente se realizó al kefiran liofilizado para poder observar el cambio

después de la plastificación. El estudio se hizo entre un ángulo 2θ de 5 a 35 grados, con una velocidad

de 28

de 1°/min. Se utilizó el difractómetro rayos X modelo Miniflex marca Rigaku® ubicado en el

departamento de Química.

3.4.5. Pruebas de espectroscopia Infrarroja (FT-IR)

Esta prueba se utilizó para determinar los grupos funcionales presentes en las películas del 0%, 25%,

40% y a una muestra del kefiran puro obtenido después de la liofilización. Se estudió en un rango

espectral de 4000-400 cm-1

con 64 exploraciones en 4 cm-1

de resolución, donde cada pico representa

la cantidad de grupos funcionales presentes en la muestra. Se utilizó un FT-IR Nicolet™ 380 marca TA

Instruments® ubicado en el departamento de Ingeniería Mecánica.

3.4.6. Biodegradabilidad

El estudio de biodegradabilidad se realizó mediante la norma ASTM D5988−12 (14), la cual determina

la biodegradabilidad aeróbica mediante la cantidad de CO2 liberado por los microorganismos que

realizan la descomposición del polímero. Se armó todo el montaje de la prueba en 6 desecadores para

determinar los 4 niveles de glicerol, un blanco y un control positivo, el cual fue una muestra de

almidón. El cálculo del CO2 producido fue determinado por medio de titulación, el KOH ingresado en

los desecadores reacciona con el CO2 y este es titulado para observar la variación de concentración.

Para esto fue necesario caracterizar el suelo y crear condiciones adecuadas según la norma para así

empezar el análisis.

4. RESULTADOS Y ANALISIS

4.1. Pruebas reológicas

4.1.1. Prueba de Flujo

En la Figura 5 se presenta los resultados de la prueba de flujo a cada una de las soluciones variando el

nivel del glicerol. Se pueden observar tres zonas en las soluciones que presentan el siguiente

comportamiento: primera zona, en la cual a bajas velocidades de cizalla un decrecimiento de la

viscosidad; posteriormente en un rango de 1 a 10 1/s una zona newtoniana y finalmente una nueva

disminución de la viscosidad (zona pseudoplástica).

Figura 5: Viscosidad de las soluciones de kefiran en sus niveles de glicerol

0.1

1

0.1 1 10 100 1000

Vis

coci

dad

Pa.

s

Velocidad de Cizalla 1/s

0%

10%

25%

40%

de 28

En la tabla 1 se puede observar el cambio de la pendiente en escala logarítmica en la primera zona ya

descrita, donde la viscosidad decrece. Se determina que a mayor concentración de glicerol la pendiente

es menor, es decir, un comportamiento más newtoniano debido a la poca variación de la viscosidad al

hacerse su pendiente cercana a 0. Como se observa en la Figura 5 la solución con un 0% de

plastificante presenta un cambio más notorio que las otras soluciones, mientras que en el nivel del 40%

su cambio es muy leve. Adicionar el glicerol disminuye el cambio de viscosidad a bajas velocidades de

cizalla.

Luego en la zona newtoniana se puede observar con mejor claridad la diferencia de viscosidad entre los

distintos niveles de glicerol en las soluciones. La principal función de un plastificante es separar las

cadenas poliméricas generando una mayor interacción entre las mismas, por lo tanto, como se

esperaría la adición del glicerol aumenta la viscosidad de las soluciones como se observa en los niveles

0%, 25% y 40%. Sin embargo, las solución con un 10% de glicerol presento una viscosidad más baja

que las demás soluciones. Una posible explicación a este comportamiento es que en este nivel tan bajo

el glicerol se deposita entre la estructura del kefiran permitiendo una mayor movilidad en las cadenas,

produciendo así una viscosidad más baja. Al aumentar la concentración de glicerol la interacción puede

generar una mayor cantidad de puentes de hidrogeno, aumentando así la viscosidad. En la preparación

de las soluciones este efecto de aumento de la viscosidad se refleja en una mayor formación de

burbujas en las películas obtenidas a partir de soluciones con un 40% de glicerol.

Finalmente en la tercera zona de la prueba de flujo presenta un comportamiento pseudoplástico, por lo

cual, se utilizó la ley de Ostwald para determinar con más claridad el efecto de la concentración del

glicerol en las soluciones. Se realizó la regresión de los datos con un comportamiento pseudoplástico

de la Figura 5 (entre 100 - 512 s-1

), distinguiéndose una pendiente en escala logarítmica. En la Tabla 1

se pueden observar con mayor detalle estos resultados. Las soluciones son pseudoplásticas debido a

que el valor de n se encuentra por debajo de 1 (valor para un fluido newtoniano). Se puede observar

como al aumentar el glicerol la solución es mas pseudoplástica, debido al decrecimiento del valor n,

obviando la solución del 10%, ya que como se mencionó antes, al permitir una mayor movilidad del

kefiran genera un comportamiento menos pseudoplástico a las demás soluciones. Resultados similares

se obtuvieron en el estudio de Ghasemlou (2011) donde reportan un valor de n de 0.644 (15) para una

solución del 25% de Glicerol, muy parecido al obtenido en este estudio.

Tabla 1: resultados de la ley de Ostwald

Películas de kefiran Viscosidad [Pa.s]

(10 s-1

) Pendiente entre 0.1 - 1 s

-1 k n R

2

0% Glicerol 0,3771 -0.342 1.2476 0.649 0.9995

10% Glicerol 0.2899 -0.169 0.8855 0.680 0.9995

25% Glicerol 0,4358 -0.168 1.5059 0.634 0.9995

40% Glicerol 0.5762 -0.099 2.1337 0.612 0.9995

4.1.2. Pruebas oscilatorias

La primera prueba consistió en un barrido a frecuencia constante de 1 Hz a la solución del 25% de

glicerol obteniendo así la Figura 6 donde se observa un comportamiento constante entre un rango de

deformación entre 0.04% y 10% y un intervalo de 0.01 Pa y 1.8 Pa de esfuerzo. Por este motivo la

de 28

prueba dinámica de barrido de frecuencia se realizó a una deformación del 5% para todas las pruebas

obteniendo los resultados presentados en la Figura 7.

Figura 6: Modulo elástico y viscoso a frecuencia constante

Al realizar la prueba dinámica de barrido de frecuencia se obtuvo un comportamiento similar en todas

las soluciones. A frecuencias bajas se observa una semejanza y en ocasiones una superposición de los

módulos elástico (G’) y viscoso (G’’) mientras que a frecuencias altas predomina el modulo viscoso

(G’’). Este indica un mayor comportamiento de líquido en las soluciones, lo cual puede producirse por

la alta cantidad de agua en estas. Para determinar el efecto del glicerol sobre las soluciones se observa

el cambio de cada uno de los módulos en las distintas concentraciones.

Figura 7: Módulos G’ y G’’ para cada una de las soluciones.

0.5

5

50

0.01 0.1 1 10 100

Mó

du

los

[Pa]

Deformación [%]

G' G''

En la Figura 8 se encuentra el modulo G’, el cual representa el comportamiento elástico de cada una de

los soluciones. En general el incremento de glicerol disminuye el modulo G’, sin embargo, y al igual

que en la prueba de flujo, se observa una diferencia para la concentración del 10% de glicerol siendo

este el que presenta un menor modulo. Esto sería consistente con la menor viscosidad presentada por

esta muestra sugiriendo que en ella se permite una mayor movilidad en la estructura del kefiran,

haciendo que tenga menor valor del módulo elástico y menor viscosidad. Al aumentar la frecuencia los

módulos crecen rápidamente llegando aproximadamente a un mismo punto. En la Tabla 2 se identifican

las pendientes entre 0.1 y 1 rad/s para identificar el comportamiento de las soluciones, el aumento de

glicerol disminuye la conducta de solido ideal, es decir a una menor concentración de glicerol el

modulo elástico varia poco con la frecuencia. La solución del 25% muestra una mayor pendiente siendo

así más sensible a altas frecuencias generando un mayor comportamiento elástico que las demás.

Figura 8: Modulo Elástico de las soluciones con sus diferentes niveles

Tabla 2: Comportamiento del módulo G’

Películas de kefiran Pendiente entre 0.1 – 1 rad/s Ajuste de los datos

0% 0.1350 0.9987

10% 0.1247 0.9929

25% 0.1424 0.9889

40% 0.0737 0.9943

El módulo viscoso de las soluciones es más predominante que el elástico. En la Figura 9 se observar el

efecto del glicerol sobre las soluciones. Las cuales al aumenta el glicerol se disminuye el modulo

viscoso y a altas frecuencias llegan aproximadamente a un mismo punto. Nuevamente la concentración

del 10% genera un comportamiento diferente, siendo este el de menor módulo. El comportamiento que

muestran las gráficas en altas frecuencias es un incremento del módulo lo que indica la alta fluidez de

las soluciones. El mayor cambio se da en la concentración del 25% ya que su módulo cambia más con

respecto a las otras soluciones, similar a los resultados obtenidos en el módulo G’.

0.01

0.1

1

10

100

0.1 1 10 100

G' P

a

Frecuencia rad/s

0% 10% 25% 40%

de 28

Figura 9: Modulo Viscoso de las soluciones con sus diferentes niveles.

Finalmente se observa un comportamiento similar de los módulos viscoso y elástico con respecto al

efecto del glicerol. El aumento del plastificante disminuye los módulos debido a la interacción que

genera este sobre la estructura del kefiran, como se observa en la Figura 7 el incremento del glicerol

afecta el comportamiento de los módulos con respecto a la solución del 0%. Adicionalmente, se

observó un comportamiento especial tanto en la prueba oscilatoria como en la de flujo, de la

concentración del 10%.

4.2. Prueba del DSC

En la Figura 10 se observa el termograma obtenido en la película de kefiran con 25% de glicerol. Los

demás termogramas de las películas presentan un comportamiento similar a esta, los cuales se pueden

ver en el Anexo A. En la Figura 10 se observa el primer calentamiento de la película generando un pico

de fusión, un enfriamiento el cual no presenta alguna transición térmica y finalmente un segundo

calentamiento. Según los resultados obtenidos se pudo observar que las películas de kefiran son

polímeros semicristalinos ya que adicional a la temperatura de transición vítrea (Tg) se observa una

temperatura de fusión (Tm) esto indica que en su estructura puede tener tanto partes amorfas como

partes cristalinas. A continuación se puede observar el efecto que tiene el glicerol en la estructura del

kefiran.

0.01

0.1

1

10

100

0.1 1 10 100

G''

Pa

Frecuencia rad/s

0% 10% 25% 40%

Figura 10: Termograma película de kefiran al 25% (Para ver más detalle ver Anexo A)

4.2.1. Temperatura de fusión (Tm)

Como su nombre lo indica la Tm es el momento en el cual el polímero se funde. Este fenómeno está

relacionado con la cristalinidad del polímero ya que las cadenas que se encuentra en una forma

cristalina son aquellas que funden.

En los polímeros tradicionales (provenientes de fuentes no renovables) al tener una estructura cristalina

se espera que al fundirlo y luego realizar un enfriamiento este vuelve a su forma cristalina, sin embargo

se observó que este comportamiento no sucede ya que en el enfriamiento no hay una cristalización, y

por lo tanto en un segundo calentamiento un nuevo pico de fusión. Este fenómeno puede deberse a que

las películas de kefiran requieren más tiempo para volver a su forma cristalina debido a su estructura

tan compleja al ser exopolisacárido y el enfriamiento utilizado en el DSC fue rápido para que este

volviera a su estructura cristalina.

A continuación se presentan la Figura 11 y 12 de la entalpía y la temperatura de fusión en función de la

concentración de glicerol. La entalpia de fusión se determina con el área del pico, mientras que la

temperatura de fusión al en encontrarse en un amplio rango se elige el punto de corte entre el inicio de

la transición y el punto más bajo del pico. Se observan dos picos en los diagramas, presentes en el

Anexo A, los cuales el de mayor profundidad se asigna a la fusión y el menor, que se presenta antes,

una posible pérdida de material.

Como se observa en la Figura 13, a una temperatura aproximada de 155°C se observa un pico, el cual

se repite en los 4 termogramas, presentes en el Anexo A. Este puede corresponder al calor de

evaporación de agua ya que como se observará en el TGA a esta temperatura ocurre una pérdida de

material.

de 28

En la Figura 11 se puede observar que no es muy clara la influencia del glicerol en la transición de

fusión. Aún así, si se puede observar que hay un cambio al ingresar glicerol a la matriz, este cambio

puede estar relacionado a la inclusión del plastificante en la estructura cristalina del kefiran y no en la

estructura amorfa como usualmente sucede con los plastificantes en polímeros provenientes de fuentes

no renovables. Debido a la estructura compleja del kefiran y las zonas cristalinas quedan con un gran

espacio, al ingresar el plastificante como el glicerol, el cual es una molécula pequeña, puede

incorporarse afectando la estructura cristalina.

En un estudio realizado por Rivero y Garcia (2009), sobre películas de gelatina y glicerol, observan un

cambio en la temperatura de fusión a medida que se aumenta el glicerol (10) muy parecido a resultado

en el presente estudio. Rivero y García atribuyen este pico a una posible evaporación del agua, no

obstante al realizarla con pruebas TGA se puede observar (Figura 13) que a esta temperatura no ocurre

ninguna pérdida de material, como se indicará más adelante.

Figura 11: Datos del pico de fusión de las películas de kefiran

4.2.2. Temperatura de transición vítrea (Tg)

La transición vítrea es una transición térmica en la que el polímero cambia su estructura. Cuando se

encuentra por debajo de esta puede llegar a ser rígido y quebradizo, mientras que si se encuentra por

encima de esta el polímero puede llegar a ser más blando y flexible, esto es debido a la estructura

amorfa que presentan sus cadenas y permite la transición vítrea. En la Figura 12 se observa la posible

temperatura de transición vítrea en los dos calentamientos de las películas en los 4 niveles de glicerol.

Sin embargo, están son muy altas, puesto que al preparar las películas están se encuentran en estado

rígido a temperatura ambiente. Por lo tanto se designaran como una transición térmica de cambio de

estructura no claramente especificada parecida a la transición vítrea, debido al efecto del glicerol sobre

la estructura.

155

160

165

170

175

180

185

190

195

200

140

145

150

155

160

165

170

175

180

0% 10% 25% 40%

Ene

rgia

[J/

g°C

]

Tm [

°C]

Glicerol

T °C dH J/g°C

de 28

Figura 12: Temperatura de transición vítrea del primer (Tg1) y segundo (Tg2) calentamiento a diferente composición de glicerol.

Se puede observar como el glicerol modifica la temperatura de transición vítrea en el segundo

calentamiento mientras que en el primero, como se observa, no varía mucho. Esto puede deberse a que

el glicerol como agente plastificante se encuentra ubicado en la estructura amorfa del kefiran. Al

realizar el primer calentamiento se observa como este no varía, sin embargo, al llegar a un estado de

fusión y posteriormente en el enfriamiento no vuelve a su estructura semicristalina. Esto hace que en el

segundo calentamiento al tener más estructura amorfa el glicerol puede ubicarse en la estructura más

ampliamente y aumentado la separación de las cadenas de kefiran y volviéndolo más flexible. Esto se

observa en el cambio en la posible temperatura vítrea y como esta baja a medida que se aumenta el

glicerol, haciendo las películas más flexibles. Una posible explicación a la no variación del Tg en el

primer calentamiento es que a diferencia de los polímeros sintéticos el glicerol afecta la parte cristalina

de la estructura; por lo que al realizar el segundo calentamiento esta ya se encuentra toda en su forma

amorfa y así se vería el desplazamiento de la Tg2 debido a la nueva ubicación del glicerol.

Se encontraron resultados similares en el estudio de Rivero y Gracia (2009) sobre películas de gelatina

y glicerol (10), donde la temperatura de transición vítrea se observa mejor en el segundo calentamiento,

como sucede en las películas de kefiran y glicerol, además, esta disminuía al aumentar el porcentaje del

plastificante. Sin embargo, en el estudio realizado por Ghasemlou (2011) las temperaturas de transición

vítrea para películas de kefiran con distinta concentración de glicerol se encuentran por debajo de -

10°C, con la prueba realizada en este estudio el DSC no permitió observar un cambio a estas

temperaturas y las temperaturas de transición vítrea obtenidas aquí pueden corresponder a una

transición diferente.

4.3. Pruebas del TGA

El análisis TGA se realizó para entender mejor los resultados obtenidos en el DSC con respecto a las

distintas transiciones térmicas. Debido al comportamiento similar de las cuatro películas en el DSC, se

ejecutó esta prueba únicamente a la película del 25% de glicerol. La Figura 13 representa la perdida de

material de los principales tres componentes de la película (agua, glicerol y kefiran) y según el punto de

ebullición del agua y del glicerol se establece que, la primera pérdida de peso que se da entre 100°C y

150°C se le atribuye al agua, el segundo al glicerol que se encuentra entre 250°C y 300°C. En la Figura

13 no se observa una tercera caída de material, atribuyéndole al hecho que el kefiran sufre una

degradación continua a medida que aumenta la temperatura y como se observa después de 300°C la

perdida de material se da continuamente.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0% 10% 25% 40%

Tg [

°C]

Glicerol [%]

Tg1

Tg2

de 28

Figura 13: Análisis termo gravimétrico de la película del 25% de glicerol.

Como se observaba en el DSC el pico presente en todas las películas a más o menos 150°C se le asigna

a la evaporación del agua que sufre la película. Adicionalmente se confirma que el mayor pico es la

fusión de la película ya que ocurre en un rango de 155°C y 175°C para todas las películas,

específicamente en la película del 25% la fusión ocurre a 170°C y como se observa en a Figura 13 no

se da pérdida de material. Por lo tanto al tener el DSC un punto de fusión se puede confirmar el efecto

del glicerol en la estructura cristalina del kefiran.

Adicionalmente se puede observar que la perdida de agua en el proceso de solvent cast es considerable,

ya que al partir de soluciones acuosas con un contenido de agua del 98% se obtienen películas con

aproximadamente 10%, como se observa en la Figura 13. Este cambio se debe a que el agua actúa

como solvente en el proceso de formación de las películas de kefiran y por lo tanto la pérdida de este

debe ser considerable. En cuanto al contenido de kefiran y glicerol se puede observar una gran caída

correspondiente al glicerol, sin embargo, se atribuye en este trayecto una perdida constante de kefiran

debido a la degradación que este sufre con el aumento de la temperatura. Por lo tanto realizar la

cuantificación de cada componente en la película no se hace precisa.

4.4. Pruebas de DRX

La prueba de DRX se realizó para determinar mejor el efecto del glicerol sobre la estructura cristalina

del kefiran, después de lo observado en el DSC. En la Figura 14 se puede observar la fase amorfa para

cada película y el kefiran, y picos de cristalinidad para cada muestra, mostrando así un efecto de

glicerol sobre estas.

de 28

Figura 14: Difracción de rayos X de las películas de kefiran/glicerol y kefiran puro

Para la fase amorfa se observa el efecto del glicerol, ya que a medida que este aumenta se observa una

mayor pronunciación de la fase amorfa, confirmando así los resultados de la transición vítrea en la

prueba del DSC. Se puede determinar cómo el proceso de plastificación afecta la estructura del kefiran

haciéndolo más amorfo debido a la separación de cadenas que este genera.

Adicionalmente se observa cómo el glicerol disminuye la estructura cristalina del kefiran. En el kefiran

puro y las películas del 0% y 10% de glicerol se pueden diferenciar dos picos en 21° y 23.7°, los cuales

disminuye su intensidad con la adición del glicerol. Para las películas de mayor concentración de

plastificante (25% y 40%) el pico de 21° no se observa claramente y como predomina más la estructura

amorfa del kefiran. Además, en el pico de 23.7° este ya no es distinguible. Por lo tanto se disminuye

así la estructura cristalina del kefiran.

4.5. Pruebas de FT-IR

En la Figura 15 se encuentran los resultados de la prueba, así como, en la Tabla 3 se puede observar un

resumen de los principales picos obtenidos en la prueba FTIR y la comparación de éstos con resultados

de la literatura.

Tabla 3: Comparación de análisis de FTIR para una película de Kefiran

Grafica Estructura Ghasemlou Piermaria Estudio Actual

Z1 Vibraciones de tensión del grupo O-H 3218-3335 3000-3600 3587-3170

Z2 Vibraciones de tensión de enlaces C-H 2900 3000-2800 2908-2869

Z3 Vibraciones de flexión del grupo O-H 1682-1626 1700-1580 1643-1552

Z4 Vibraciones de tipo –C-O-C- Y –C-O-H- 894-985 1200-900 1182-933

de 28

Figura 15: Análisis FT-IR de las películas del 0%, 25% y 40% junto con kefiran puro.

Se puede observar la presencia de grupos C-H (15), los cuales conforman las unidades poliméricas de

la glucosa y la galactosa. Adicionalmente grupos OH con vibraciones de flexión, las cuales indican el

cambio de ángulo entre dos enlaces, y vibraciones de tensión. El grupo OH está presente en todos los

compuestos que conforman la película como lo son el kefiran, glicerol y agua. En el número de onda de

900 cm-1

se alcanza a observar distintos picos los cuales se les denomina como las vibraciones

correspondientes a la glucosa y la galactosa. En la Figura 15 se observa la absorbancia en un espectro

de 4000-400 cm-1

en los cuales se ve los picos de los distintos grupos funcionales presentes en la

película y adicionalmente en la Tabla 3 se observan semejanzas con otros estudios realizados a

películas de kefiran.

El proceso de plastificación cambia de forma clara la estructura y los grupos funcionales del kefiran, la

línea azul presente en la Figura 15 hace referencia al kefiran en su estado puro, la adición del agua y el

plastificante aumentan los grupos CH y la interacción que generan los grupos OH. A medida que

aumenta la concentración de glicerol en las películas el efecto es mayor, ya que se observa como las

vibraciones del grupo OH tanto de flexión como de tensión aumentan generando así un efecto en la

estructura del kefiran. Las vibraciones pertenecientes a la glucosa y galactosa se ven más afectadas con

la adición del plastificante.

4.6. Biodegradabilidad

La prueba de biodegradabilidad se realizó para observar la degradación de las películas de kefiran y el

efecto del glicerol en las mismas. Para esto se realiza una caracterización del suelo, preparación del

montaje según la norma ASTM y degradación de las películas.

de 28

Tabla 4: Caracterización del suelo

Prueba Valor Desviación

Humedad 40.6 % ±1.24

pH 7.23 ±0.06

Retención de agua 20 % ±2

Carbono orgánico 9.5%

Nitrógeno 1243 mg/kg

En la Tabla 4 se puede observar las principales características del suelo: Con un contenido de humedad

del 40.6%, el cual será esencial en el montaje; un pH de 7.23 ideal para el crecimiento de los

microorganismos. Adicionalmente se realizaron las pruebas para determinar el carbono orgánico y la

cantidad de nitrógeno en el departamento de Ingeniería Ambiental.

Se realizó el montaje en desecadores con el fin de observar la producción de CO2 para cuatro películas

de kefiran con los niveles de plastificante, un blanco y un control positivo de almidón. Para lograr esto

se prepararon un litro de KOH 0.423 M estandarizado, el cual reacciona con el CO2 producido en cada

desecador; y un litro de HCl 0.228 M con el cual se determinaba la cantidad de CO2.

Figura 16: Biodegradación de las películas en sus niveles de plastificante.

En la Figura 16 se puede observar los resultados finales de la prueba. Para las películas del 0%, 10% y

25% no se observa una tendencia clara con el efecto del glicerol, sin embargo, en los últimos días se da

una mayor degradación al aumentar el glicerol en las películas. En el tiempo de muestreo la película

con 40% de glicerol presentó una mayor degradación que las demás. Mientras que la muestra de

almidón observó una degradación constante y al finalizar mayor a las del kefiran. Por lo tanto se puede

concluir que el glicerol facilita la degradación de las películas; al compararlas con un biopolímero ya

establecido como el almidón su degradación es menor, sin embargo, puede ser tan rápido como este a

diferencia de los polímeros tradicionales.

Adicional a este estudio se aisló las bacterias presente en el suelo utilizado para la prueba

biodegradación. Después de inocularlas se colocaron trozos de 7 mm de cada una de las películas para

observar mejor la degradación de las mismas. Luego de 4 días de crecimiento se tomaron los trozos de

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

0 5 10 15 20 25 30

Pro

cen

taje

de

Bio

de

grad

ació

n

Dias

0%

10%

25%

40%

Almidón

de 28

película y se aislaron nuevamente para corroborar el crecimiento de las bacterias en cada una de las

muestras obteniendo así la Figura 17. Aquí se puede observar como la película con mayor cantidad de

glicerol presento un crecimiento mayor de bacterias a las demás, al igual que en el estudio anterior el

almidón presentó un mayor crecimiento de estas. Por lo tanto al tener un mayor crecimiento de

bacterias se estipula una mayor degradación de las mismas.

Figura 17: Crecimiento de bacterias en las películas. a) 0%, b) 10%, c) 25%, d) 40% y e) almidón.

CONCLUSIONES

Se elaboraron películas de kefiran con distintos niveles de glicerol, el cual funcionó como plastificante

de las mismas. Con las pruebas realizadas se puede observar cómo el glicerol afecta la estructura del

kefiran pues puede llegar a variar las propiedades de las mismas, como su temperatura de fusión y su

transición vítrea (en un segundo calentamiento). Se determinó que el glicerol afecta la estructura

amorfa y cristalina del kefiran, gracias a las pruebas de DSC, FTIR y DRX. Se concluye que el

aumento de glicerol se separa las cadenas del kefiran disminuyendo su Tg. A diferencia de polímeros

tradicionales, el plastificante afecta la cristalinidad de los biopolímeros debido a su compleja estructura

en la cual puede ingresar el glicerol. Con el DRX se observó mejor el efecto del glicerol sobre la

estructura cristalina y la disminución que el plastificante genera. Para el análisis FTIR se pudo observar

los grupos funcionales esperados presentes en la estructura química de las películas de kefiran y el

efecto del glicerol sobre esta.

El proceso de plastificación cambia la intensidad de los grupos funcionales presentes en las películas y

al aumentar la cantidad de glicerol aumenta la intensidad de los mismos indicando una mayor

interacción con la estructura del kefiran y afectándola. Reológicamente se puede concluir que las

soluciones son pseudoplásticas y a medida que aumenta el glicerol las soluciones son más

pseudoplásticas, y más viscosas, a excepción del nivel de glicerol del 10%, el cual presenta un

comportamiento diferente a las demás. Con el estudio oscilatorio se puede concluir que en las

soluciones predomina el modulo viscoso (G’’), es decir tiene un comportamiento mayor de líquido, sin

embargo, el modulo elástico (G’) nos indica que a mayor cantidad de glicerol su parte elástica se

comporta más parecido a un sólido ideal, en frecuencias bajas, en las cuales el modulo G’ y G’’ son

similares.

de 28

Adicionalmente en el estudio de biodegradación el glicerol mejora la biodegradación de las películas,

las cuales presentan un ritmo de degradación rápido al igual que el almidón.

Bibliografía

1. AIMPLAS. BIOPOLIMEROS. Procesabilidad y Casos de Estudio. [En línea] Febrero de 2011. [Citado el: 21 de

Abril de 2013.] http://www.easyfairs.com/uploads/tx_ef/Presentacion_Chelo_Escrig.pdf.

2. Al-Hassan, A.A y Norziah, M.H. Starchegelatin edible films: Water vapor permeability and mechanical

properties as affected by plasticizers. Penang, Malaysi : s.n., 2011.

3. Motedayen, Ali Akbar, Khodaiyan, Faramarz y Salehi, Esmail Atai. Development and characterisation of

composite films made of kefiran and starch. Quchan, Iran : s.n., 2012.

4. Piermaria, Judith, y otros, y otros. Kefiran films plasticized with sugars and polyols: water vapor barrier and

mechanical properties in relation to their microstructure analyzed by ATR/FT-IR spectroscopy. La Plata,

Argentina : s.n., 2010.

5. Alvesa, Vítor D, y otros, y otros. Characterization of biodegradable films from the extracellular

polysaccharide produced by Pseudomonas oleovorans grown on glycerol byproduct. Lisboa, Portugal : s.n.

6. Medranoa, Micaela, Pérez, Pablo Fernando y Abrahama, Ana lía Graciela. Kefiran antagonizes

cytopathic effects of Bacillus cereus extracellular factors. La Plata, Argentina : s.n., 2007.

7. Development and characterisation fo a new biodegradable edible film made from kefiran, an

exopolysaccharide obtain from kefir grains. Ghasemlou y Mehran. Tehran : Iran, 2011.

8. Shiomi, M. Antitumor activity in mice of orally adminisered polysacchride from kefiran grain. Japon : s.n.,

1982.

9. Painter, Paul y Coleman, Michael. Essential of Polymer Science and Engineering. Pennsylvania : DEStech

Publication, Inc., 2009.

10. Correlations between structural, barrier, thermal and mechanical properties of plasticized gelatin films.

Rivero, S, Garcias, M.A y Pinotti, A. La Plata, Argentina : s.n., 2009.

11. Han, Jung. Innovations in Food Packging. London : Elsevier, 2005.

12. Alicante, Universidad de. Tema 1. Estructura y Propiedades de los Polímeros. Departamento de Ingeniería

Química . [En línea] [Citado el: 15 de Diciembre de 2013.] http://iq.ua.es/TPO/Tema1.pdf.

13. Ghasemlou, Mehran, Khodaiyan, Faramarz y Oromiehie, Abdulrasoul. Physical, mechanical, barrier, and

thermal properties of polyol-plasticized biodegradable edible film made from kefiran. Karaj, Iran : s.n., 2010.

de 28

14. International, ASTM. Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials in

Soil. ASTM D5988-12. United States : s.n., 2013.

15. Ghasemloua, Mehran, Khodaiyan, Faramarz y Oromiehie, Abdulrasoul. Rheological and structural

characterisation of film-forming solutions and biodegradable edible film made from kefiran as affected by

various plasticizer types. Karaj : Iran, 2011.

16. Rimada, Pablo Sebastián y Abraham, Analía Graciela. Kefiran improves rheological properties ofglucono- d-

lactone induced skim milk gels. La Plata, Argentina : s.n., 2005.

17. InternationalStandard. Determination of the ultimate aerobic biodegradanility of plastic materials under

controlled composting conditions - Method by analysis of evolved carbon dioxide-. 2007. ISO 14855-2.

ANEXO A

Termogramas del DSC

Figura 18: Termograma de la película de kefiran al 0% de glicerol

de 28



caracterizaciÓn reolÓgica, fisicoquÍmica y de la

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