Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol., 2 (1), e430, doi: 10.51252/reacae.v2i1.e430
Artículo original
Original article
Ene-Jun, 2023
https://revistas.unsm.edu.pe/index.php/reacae
e-ISSN: 2810-8817
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Características de las bandejas biodegradables de almidón
de papa (Solanum phureja) reforzadas con maíz amarillo
(Zea mays L.) y tocón de espárrago blanco (Asparagus
officinalis)
Characteristics of biodegradable trays of potato (Solanum phureja) starch
reinforced with yellow corn (Zea mays L.) and white asparagus (Asparagus
officinalis) stump
Cabrera-Guevara, Celestino1
Diaz-Hidrogo, Yorly1
Diaz-Diaz, Elmer1
Gamboa-Alarcón, Pedro Wilfredo1*
1Universidad Nacional Autónoma de Chota, Chota, Perú
Recibido: 31 Ago. 2022 | Aceptado: 28 Nov. 2022 | Publicado: 20 Ene. 2023
Autor de correspondencia*: pgamboa@unach.edu.pe
Como citar este artículo: Cabrera-Guevara, C., Diaz-Hidrogo, Y., Diaz-Diaz, E. & Gamboa-Alarcón, P. W. (2023). Características
de las bandejas biodegradables de almidón de papa (Solanum phureja) reforzadas con maíz amarillo (Zea mays L.) y tocón de
espárrago blanco (Asparagus officinalis). Revista Amazónica de Ciencias Ambientales y Ecológicas, 2(1), e430.
https://doi.org/10.51252/reacae.v2i1.e430
RESUMEN
Las bandejas biodegradables buscan ser alternativas de solución a los problemas medioambientales originados por la
acumulación de plásticos. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de la adición de fibra de tocón de espárrago
blanco y fibra de tusa de maíz amarillo en las propiedades mecánicas de bandejas biodegradables a base de almidón
de papa. Se utilizaron tres relaciones de almidón/fibra (95/5; 90/10 y 85/15) y se evaluaron características físicas
(espesor y densidad) y propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, elongación, fuerza y fracturamiento). Los
resultados mostraron al tratamiento relación almidón/fibra de maíz de 85/15, como aquella que presentó una mejor
expansión con fibras, resistencia a la tracción de 0,2132 MPa y elongación 1,58 %, así como resistencia a la prueba de
dureza de 17,29 kg y 2,64 mm de fracturabilidad. Estos resultados obtenidos podrían evidenciar la alternativa al uso
de bandejas de espuma de poliestireno.
Palabras clave: biopolímeros; envases biodegradables; pruebas de comprensión, pruebas de tensión
ABSTRACT
Biodegradable trays seek to be an alternative solution to the environmental problems caused by the accumulation of
plastics. The objective of this work was to evaluate the effect of the addition of white asparagus stump fiber and yellow
corn stover fiber on the mechanical properties of potato starch-based biodegradable trays. Three starch/fiber ratios
(95/5; 90/10 and 85/15) were used and physical characteristics (thickness and density) and mechanical properties
(tensile strength, elongation, strength and fracture) were evaluated. The results showed the 85/15 corn starch/fiber
ratio treatment as the one that presented the best expansion with fibers, tensile strength of 0.2132 MPa and elongation
of 1.58%, as well as resistance to the hardness test of 17.29 kg and 2.64 mm of fracturability. These results obtained
could demonstrate the alternative to the use of polystyrene foam trays.
Keywords: biopolymers, biodegradable packaging, tensile testing, compression testing
Cabrera-Guevara, C. et al.
2 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 2(1): e430; (Ene-Jun, 2023). e-ISSN: 2810-8817
1. INTRODUCCIÓN
La producción y uso de envases plásticos en la industria alimentaria ha aumentado significativamente en
las últimas décadas, debido al aislamiento térmico que proveen a los productos que contiene. El principal
envase utilizado son las bandejas de espuma a base de poliestireno (Chaireh et al., 2020), que tienen como
principales ventajas: su bajo costo y fácil procesamiento, amplia aplicabilidad, alta resistencia mecánica,
durabilidad, son ligeras, resistentes al agua y proporcionan un buen aislamiento térmico (Cabanillas et al.,
2019). Sin embargo, son de material hidrófobo, evitan la rápida proliferación microbiana y tardan cientos
de años en descomponerse, lo que hace que se acumule en la naturaleza y constituye un gran problema
ambiental (Ferreira et al., 2020), por ser considerados residuos altamente contaminantes (Moghaddam
Fard & Alkhansari, 2021).
Por tal motivo, diversas investigaciones buscan desarrollar envases biodegradables a base de biopolímeros,
que tengan similares propiedades a los envases de plástico convencionales y puedan sustituirlos (Chaireh
et al., 2020). El almidón se considera como un polímero potencial para la producción de bandejas
biodegradables en una amplia variedad de condiciones ambientales; siendo su bajo costo, disponibilidad y
fácil producción a partir de recursos renovables las principales ventajas para su uso (Aygün et al., 2017).
Las bandejas se elaboran mediante la operación de termoformado de una mezcla de almidón,
principalmente de yuca, papa, maíz y agua a altas temperaturas; la rápida evaporación del agua permite la
expansión del almidón y toma de forma del molde del envase (Cabanillas et al., 2019).
Las bandejas a base de fuentes de almidón en comparación con envases derivados de petróleo poseen
debilidades en sus propiedades mecánicas y sensibilidad al agua lo que dificulta su aplicación con fines
comerciales (Chaireh et al., 2020). Por lo tanto, es necesario incorporar fibras vegetales que mejoren sus
propiedades microestructurales, propiedades fisicoquímicas y mecánicas (Aygün et al., 2017) y permitan
reducir la rigidez y capacidad de absorción de agua y aumentar la biodegradabilidad de los composites
(Cabanillas et al., 2019). Las fibras con un mayor uso son: fibras obtenidas de Kraft, yute, lino, yuca, trigo,
caña de azúcar y espárragos (Kaisangsri et al., 2014; Keya et al., 2019; Nagaraj et al., 2020). Por tal motivo,
existe la necesidad de desarrollar investigaciones en la elaboración de bandejas biodegradables a base de
almidones de residuos agroindustriales, que podrían ser una opción para la producción a nivel comercial
(Cruz-Tirado et al., 2017).
En Perú existen subproductos de la actividad agrícola que tienen en su composición fibras y no tienen
valoración agroindustrial; el espárrago (Asparagus officinalis), es uno de los principales cultivos
agroindustriales (Ramos et al., 2020), tiene como principal subproducto el tocón, que no tiene uso
comercial y representa el 13,18 % de merma en su producción (Ruiz Quispe, 2018). De igual forma, el maíz
amarillo (Zea mays L.) es un cultivo ancestral que tiene entre sus principales residuos las tusas (mazorcas
sin granos) a las que no se brinda un tratamiento adecuado y muchas veces son incinerada por no
incorporar valor agregado para los agricultores, convirtiéndose en un problema para su manejo ambientas
y disposición final (Sari et al., 2021).
Por lo antes mencionado, este trabajo busca desarrollar bandejas de espuma a base de almidón de papa
amarilla