Producción de nanopartículas de quitosan y aplicación como revestimiento en hojas de almidón de yuca y poli (ácido láctico)
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7694Palabras clave:
Actividad antimicrobiana; Gelificación iónica; Extrusión termoplástica; Material biodegradable.Resumen
El quitosano es un biopolímero de amplia aplicación en las áreas cosmética, textil, alimentaria y agrícola. En este trabajo, se sintetizaron nanopartículas de quitosano (NPQ) mediante gelificación iónica y se utilizaron para recubrir laminados a base de mezclas de almidón y poli (ácido láctico) (TPS/PLA) producidos por extrusión termoplástica. En las NPQ se determinó el diámetro medio, la morfología por microscopía electrónica de transmisión y la actividad antimicrobiana frente a los microorganismos Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Penicillium expansum y Aspergillus ochraceus. En laminados de TPS/PLA cubiertos con NPQ, se determinaron las propiedades mecánicas y la permeabilidad al vapor de agua. Los NPQ se produjeron con éxito mediante el método de gelificación iónica, el diámetro promedio fue de 146,9 nm, el índice de polidispersión fue de 0,281 y presentó morfología esférica. Los NPQ no mostraron actividad antimicrobiana frente a los microorganismos estudiados. Sin embargo, su aplicación como recubrimiento sobre laminados extruidos de TPS/PLA no modificó las propiedades mecánicas y la barrera al vapor de agua y el espesor.
Citas
Abdou, E. S., Nagy, K. S. A., & Elsabee, M. Z. (2008). Extraction and characterization of chitin and chitosan from local sources. Bioresource Technology, 99(5), 1359-1367. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.051
Agulló, E., Rodríguez, M. S., Ramos, V., & Albertengo, L. (2003). Present and future role of chitin and chitosan in food. Macromolecular Bioscience, 3(10), 521-530. https://doi.org/10.1002/mabi.200300010
Alberti, M. L., Souza, S. J., Gonçalves, H., Yamashita, F., & Shirai, M. A. (2015). Efeito da adição de quitosana em laminados de amido e poli(ácido lático) produzidos por extrusão. Revista Brasileira de Pesquisa em Alimentos, 6(1), 80-90. http://doi.org/10.14685/rebrapa.v6i1.208
Bie, P., Liu, P., Yu, L., Li, X., Chen, L., & Xie, F. (2013). The properties of antimicrobial films derived from poly (lactic acid)/starch/chitosan blended matrix. Carbohydrate Polymers, 98, 959-966. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.07.004
Calvo, P., Remuñán-López, C., Vila-Jato, J. L., & Alonso, M. J. (1997). Novel hydrophilic chitosan-polyethylene oxide nanoparticles as protein carriers. Journal of Applied Polymer Science, 63(1), 125–132. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19970103)63:1<125::AID-APP13>3.0.CO;2-4
Chang, P. R., Jian, R., Yu, J., & Ma, X. (2010). Fabrication and characterization of chitosan nanoparticles/plasticised-starch composites. Food Chemistry, 120(3), 736-740. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.11.002
Chavez-Paz, L. E., Resin, A., Howard, K. A., Sutherland, D. S., & Wejse, P. L. (2011). Antimicrobial effect of chitosan nanoparticles on Streptococcus mutans biofilms. Applied and Environmental Microbiology, 77(11), 3892-3895. https://doi.org/10.1128/AEM.02941-10
Du, W. L., Niu, S. S., Xu, Y. L., Xu, Z. R., & Fan, C. L. (2009). Antibacterial activity of chitosan tripolyphosphate nanoparticles loaded with various metal ions. Carbohydrate Polymers, 75(3), 385-389. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.07.039
Elsabee, M. Z., & Abdou, E. S. (2013). Chitosan based edible films and coatings: A review. Material Science and Engineering C, 33(4), 1819-1841. https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.01.010
Ju, S., Zhang, F., Duan, J., & Jiang, J. (2020). Characterization of bacterial cellulose composite films incorporated with bulk chitosan and chitosan nanoparticles: A comparative study. Carbohydrate Polymers, 237, 116167. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116167
Kumari, A., Yadav, S. K., & Yadav, S. C. (2010). Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 75(1), 1-18. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2009.09.001
Lorevice, M. V., Moura M. R., & Mattoso L. H. C. (2014). Nanocompósito de polpa de mamão e nanopartículas de quitosana para aplilcação em embalagens. Química Nova, 37(6), 931-936. http://dx.doi.org/10.5935/0100-4042.20140174
Lorevice, M. V., Otoni, C. G., Moura M. R., & Mattoso L. H. C. (2016). Chitosan nanoparticles on the improvement of thermal, barrier, and mechanical properties of high- and low-methyl pectin films. Food Hydrocolloids, 52, 732-740. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.08.003
Mohamed, S. A. A., El-Sakhawy, M., & El-Sakhawy, M. A. (2020). Polysaccharides, Protein and Lipid -Based Natural Edible Films in Food Packaging: A Review. Carbohydrate Polymers, 238, 116178. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116178
Moura, M. R., Aouada, F. A., Avena-Bustillos, R. J., Mchugh, T. H., Krochta, J. M., & Mattoso, L. H. C. (2009). Improved barrier and mechanical properties of novel hydroxypropyl methylcellulose edible films witch chitosan/tripolyphosphate nanoparticles. Journal of Food Engineering, 92, 448-453. http://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.12.015
Neves, A. L. P., Milioli, C. C., Müller, L., Riella, H. G., Kuhnen, N. C., & Stulzer, H. K. (2014). Factorial design as tool in chitosan nanoparticles development by ionic gelation technique. Colloids and Surfaces: Physicochemical and Engineering Aspects, 445, 34-39. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2013.12.058
Pedro, R.O., Takaki, M., Gorayeb, T. C. C., Bianchi, V. L., Thomeo, J. C., Tiera, M. J., & Tiera, V. A. O. (2013). Synthesis, characterization and antifungal activity of quaternary derivatives of chitosan on Aspergillus flavus. Microbiological Research, 168(1), 50-55. https://doi.org/10.1016/j.micres.2012.06.006
Pizzoli, A. P. O., Marchiore, N. G., Souza, S. J., Santos, P. F., Gonçalves, O. H., Yamashita, F., Shirai, M. A., & Leimann, F. V. (2016). Antimicrobial PLA/TPS/gelatin sheets with enzymatically crosslinked surface containing silver nanoparticles. Journal of Applied Polymer Science, 133(8), 43039. https://doi.org/10.1002/app.43039
Pizzoli, A. P. O., Yamashita, F, Gonçalves, O. H., Shirai, M. A., & Leimann, F. V. (2017). The effect of gelatin amount on the properties of PLA/TPS/gelatin extruded sheets. Polímeros, 27(1), 27-34. https://doi.org/10.1590/0104-1428.2181
Qi, L., Xu, Z., Jiang, X., Hu, C., & Zou, X. (2004). Preparation and bacterial activity of chitosan nanoparticles. Carbohydrate Research, 339(16), 2693-2700. https://doi.org/10.1016/j.carres.2004.09.007
Ravi Kumar, M. N. V. (2000). A review of chitin and chitosan applications. Reactive and Functional Polymers, 46(1), 1–27. https://doi.org/10.1016/S1381-5148(00)00038-9
Reis, M. O., Olivato, J. B., Bilck, A. P., Zanela, J., Grossmann, M. V. E., & Yamashita, F. (2018). Biodegradable trays of thermoplastic starch/poly(lactic acid) coated with beeswax. Industrial Crops and Products, 112, 481-487. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.12.045
Rodrigues, G. A., Santos, W. de O. dos, Malpass, G. R. P., Okura, M. H., Sanfelice, R. C., & Granato, A. C. (2020). Evaluation of the physicochemical and antibacterial properties of films based on biopolymers incorporating Zingiber officinale extract. Research, Society and Development, 9(8), e618986199. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.6199
Sathiyabama, M., & Parthasarathy, R. (2016). Biological preparation of chitosan nanoparticles and its in vitro antifungal efficacy against some phytopathogenic fungi. Carbohydrate Polymers, 151, 321-325. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.033
Shirai, M. A., Müller, C. M. O., Grossmann, M. V. E., & Yamashita, F. (2015). Adipate and citrate esters as plasticizers for poly (lactic acid)/thermoplastic starch sheets. Journal of Polymer and Environment, 23(1), 54-61. https://doi.org/10.1007/s10924-014-0680-9
Soares, F. C., Yamashita, F., Müller, C. M. O., & Pires, A. T. N. (2013). Thermoplastic starch/poly(lactic acid) sheets coated with cross-linked chitosan. Polymer Testing, 32(1), 94-98. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2012.09.005
Sullivan, D. J., Cruz-Romero, M., Collins, T., Cummins, E., Kerry, J. P., & Morris, M. A. (2018). Synthesis of monodisperse chitosan nanoparticles. Food Hydrocolloids, 83, 355-364. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.05.010
Yam K. L., Takhistov P. T., & Miltz J. (2005). Intelligent Packaging: Concepts and applications. Journal of Food Science, 70(1), 1-10. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2005.tb09052.x
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2020 Marcella Vitoria Galindo; Isabela dos Santos Paglione; Alexandre Rodrigo Coelho; Fernanda Vitória Leimann; Marianne Ayumi Shirai
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
