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Vol. 9, Núm. 2 (32-48): Mayo-Agosto, 2024
32
Revista de la Facultad de Ciencias Básicas
ISSN 2588-0764
Bases de la Ciencia
DOI: 10.33936/revbasdelaciencia.v9i2.6053
Portoviejo - Manabí - Ecuador
BASES DE LA CIENCIA
Revista Científica
Facultad de Ciencias Básicas
Ciencias Químicas
Inuencia de aceites esenciales en las características de una biopelícula elaborada
con almidón de cáscara de yuca
Inuence of essential oils on the characteristics of a biolm
made with cassava husk starch
Inuência dos óleos essenciais nas características de um biolme feito
com amido de casca de mandioca
Sonia Nathaly Giler Intriago1
sonia.giler@utm.edu.ec
Lisbeth Mercedes Anchundia Velez2
lanchundia9357@utm.edu.ec
iD
iD
Resumen
La cáscara de yuca constituye un residuo alimentario que se presenta como una alternativa viable para la fabricación
empaques biodegradables. La incorporación de aceites esenciales con actividad antimicrobiana en los empaques
biopoliméricos permite la obtención de materiales activos que incrementan el tiempo de vida útil del alimento. En esta
investigación se utilizó almidón de cáscara de yuca INIAP 650 para la elaboración de una película biodegradable para
ser utilizada como empaque alimentario. Se evaluaron propiedades sicoquímicas, incluyendo el espesor, la densidad,
la humedad y la solubilidad en agua, ácido (HCl) y base (NaOH), propiedades ópticas (color) y biodegradabilidad.
Las películas se prepararon utilizando la técnica de fundido (casting) con la adición de glicerol como plasticante. En
la etapa nal del proceso, se incorporaron aceites esenciales de orégano y lavanda por separado, así como sus mezclas.
Los resultados indican que la humedad y densidad de la película no se ven inuenciados por la adición de aceites
esenciales, por el contrario, la solubilidad en H2O, HCl y NaOH se incrementa ante la presencia de aceites esenciales,
siendo proporcional a la concentración para el HCl y NaOH. El color de la película tiende hacia la oscuridad con
valores considerablemente más bajos que los obtenidos a partir de almidón de yuca. La biodegradabilidad de las
películas a los 21 días alcanzó una desintegración de hasta un 50% con relación a su peso inicial. Los resultados indican
que las películas elaboradas representan una nueva alternativa para aplicaciones de envasado activo de alimentos.
Palabras clave: cáscara de yuca, empaque bioactivo, lavanda, orégano
Autor
1Programa de Posgrado en Ingeniería
Química, Instituto de Posgrado,
Universidad Técnica de Manabí,
Portoviejo, Ecuador.
2 Carrera Ingeniería Química, Facultad
de Ciencias Matemáticas, Físicas y
Químicas, Universidad Técnica de
Manabí, Portoviejo, Ecuador.
3Carrera de Agroindustria, Escuela
Superior Politécnica Agropecuaria de
Manabí Manuel Félix López, ESPAM-
MFL, Calceta, Ecuador.
* Autor para correspondencia.
Editor Académico
Jesús Miguel Contreras Ramírez iD
Citación sugerida: Giler Intriago, S. N.,
Anchundia Velez, L. M., Jadán Piedra, F.
A., Sánchez Mendoza, V. y Jadán Piedra,
C. (2024). Inuencia de aceites esenciales
en las características de una biopelícula
elaborada con almidón de cáscara de
yuca. Revista Bases de la Ciencia, 9(2),
32-48. DOI: https://doi.org/10.33936/
revbasdelaciencia.v9i2.6053
Recibido: 28/08/2023
Aceptado: 01/08/2024
Publicado: 16/08/2024
Felipe Arturo Jadán Piedra2
felipe.jadan@utm.edu.ec
iD
Virginia Sánchez Mendoza2
virginia.sanchez@utm.edu.ec
iD
Carlos Jadán Piedra2 *
virginia.sanchez@utm.edu.ec
iD
Abstract
Cassava peel constitutes a food waste that is presented as a viable alternative for the manufacture of biodegradable
packaging. The incorporation of essential oils with antimicrobial activity in biopolymeric packaging allows the
obtaining of active materials that increase the shelf life of the food. In this research, INIAP 650 cassava peel
starch was used to prepare a biodegradable lm to be used as food packaging. Physicochemical properties were
evaluated, including thickness, density, humidity and solubility in water, acid (HCl) and base (NaOH), optical
properties (color), and biodegradability. The lms were prepared using the casting technique with the addition of
glycerol as a plasticizer. In the nal stage of the process, essential oils of oregano and lavender were incorporated
separately, as well as their mixtures. The results indicate that the humidity and density of the lm are not inuenced
by the addition of essential oils; on the contrary, the solubility in H2O, HCl and NaOH increases in the presence
of essential oils, being proportional to the concentration for HCl and NaOH. The color of the lm tends towards
darkness with values considerably lower than those obtained from cassava starch. The biodegradability of the lms
after 21 days reached a disintegration of up to 50% in relation to their initial weight. The results indicate that the
manufactured lms represent a new alternative for active food packaging applications.
Keywords: cassava peel, bioactive packaging, lavender, oregano
Resumo
A casca de mandioca constitui um resíduo alimentar que se apresenta como alternativa viável para a fabricação
de embalagens biodegradáveis. A incorporação de óleos essenciais com atividade antimicrobiana em
embalagens biopoliméricas permite a obtenção de materiais ativos que aumentam a vida útil dos alimentos.
Nesta pesquisa, o amido de casca de mandioca INIAP 650 foi utilizado para preparar um lme biodegradável
para ser utilizado como embalagem de alimentos. Foram avaliadas propriedades físico-químicas, incluindo
espessura, densidade, umidade e solubilidade em água, ácido (HCl) e base (NaOH), propriedades ópticas
(cor) e biodegradabilidade. Os lmes foram preparados utilizando a técnica de casting com adição de glicerol
como plasticante. Na etapa nal do processo foram incorporados separadamente os óleos essenciais de
orégano e lavanda, bem como suas misturas. Os resultados indicam que a umidade e a densidade do lme
não são inuenciadas pela adição de óleos essenciais; Pelo contrário, a solubilidade em H2O, HCl e NaOH
aumenta na presença de óleos essenciais, sendo proporcional à concentração de HCl e NaOH. A cor do
lme tende ao escuro com valores consideravelmente inferiores aos obtidos com a fécula de mandioca. A
biodegradabilidade dos lmes após 21 dias atingiu uma desintegração de até 50% em relação ao seu peso
inicial. Os resultados indicam que os lmes fabricados representam uma nova alternativa para aplicações em
embalagens ativas de alimentos.
Palavras-chave: casca de mandioca, embalagem bioativa, lavanda, orégano
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INTRODUCCIÓN
La yuca (Manihot esculenta Crantz) se cultiva en zonas tropicales (desde el nivel del mar hasta los 1800 m.s.n.m). Es
uno de los cuatro alimentos básicos después del arroz, el trigo y el maíz (Organización de la Naciones Unidas para la
Alimentación y la Agricultura, FAO, 2010. En los últimos años se han realizado varios estudios con almidón de yuca
para la elaboración de películas biodegradables a ser utilizadas como empaques alimentarios (Travalini et al., 2019;
Pérez-Vergara et al., 2020; Adame et al., 2024). Esta nueva aplicación puede ayudar a la mejora de la rentabilidad de
la cadena agroindustrial, especialmente en países de África, Asia y América Latina donde su cultivo es importante,
además de aliviar la contaminación ambiental causada por el plástico convencional, que alcanzó una producción de
335 millones de toneladas en 2016 con un crecimiento continuo hasta llegar a los 367 millones de toneladas en 2020
(Plastics Europe, 2021), y 400 millones de toneladas en 2022 (Plastics Europe, 2023), así, para el año 2050 se estima
que 12 billones de toneladas de residuos plásticos estarán en océanos y vertederos (Naciones Unidas, 2018).
Acorde a los últimos registros de la FAO, para el año 2022 se cosecharon 32.043.055 de hectáreas de yuca a nivel
mundial, con un rendimiento de 10,31 toneladas por hectárea, lo que resultó en una producción aproximada de 330
millones de toneladas (FAOSTAT, 2024). El incremento de cultivos de yuca trae consigo un aumento de los residuos
generados, los mismos que si no se eliminan adecuadamente generan un problema medioambiental. Se han estudiado
nuevas aplicaciones para la cáscara de yuca, que es el principal residuo agroindustrial de este cultivo, su valorización
para la producción de biocarbón (Odeyemi et al., 2023), precursores de biocombustibles (Ernest Mbamalu & Yakub
Mohammed, 2024), bioaceite (Lopes et al., 2024) y biopolímeros (Zhang et al., 2024), son algunas de las aplicaciones.
Varios estudios con almidón de yuca tradicional aplican aceites esenciales como componentes antimicrobianos para
obtener un empaque activo y biodegradable (Zhou et al, 2021; Perdana et al, 2021; Souza et al, 2013). Entre estos, los
aceites esenciales de orégano (oreganum vulgare) y lavanda (lavandula ocinalis) ayudan a prevenir el deterioro
microbiano, porque son una fuente de ingredientes bioactivos como carvacrol, p-cimeno linalool y carioleno (Pelissari
et al., 2009; Kwiatkowski et al., 2019) que poseen actividad antimicrobiana contra S. enteritidis, E. coli y S. aureus
(Marchese et al., 2017).
Teniendo en cuenta el uso de aceites esenciales para la elaboración de empaques activos en almidón de yuca tradicional
(Hernández et al., 2024; Shi et al., 2024; Hernández et al., 2023) y que las propiedades sicoquímicas de la película
varían entre el origen botánico de la materia prima utilizada, el tipo de plasticante y las condiciones de procesamiento
(Piñeros-Hernandez et al., 2017), el objetivo de este estudio fue analizar el impacto de la incorporación de aceites
esenciales de orégano y lavanda en las propiedades sicoquímicas, ópticas y biodegradabilidad de una película de
almidón obtenida a partir de cáscara de yuca certicada (INIAP-650).
MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
La yuca certicada INIAP-650 fue proporcionada por el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) esta-
ción Portoviejo, Ecuador. Los aceites esenciales de lavanda y orégano fueron obtenidos comercialmente en SVA Organics.
El hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico utilizado fueron de la marca comercial Merck, el glicerol empleado fue de grado
alimentario.
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Aislamiento del almidón de cáscara de yuca.
Se utilizó el método de molienda húmeda descrito por Zou et al., 2022 para aislar el almidón. Se lavaron y pelaron los
tubérculos de yuca frescos, separando la cáscara para triturarla en un molino. La suspensión obtenida se ltró a través
de un tamiz de malla de 125 µm enjuagando con agua destilada en repetidas ocasiones, posteriormente se drenó el
agua destilada del lavado para obtener el sedimento. El almidón resultante se recogió y se secó a temperatura ambiente
(30ºC) por 48 horas. Las muestras fueron molidas y tamizadas a través de una malla de 75 µm y almacenadas a
temperatura ambiente hasta su uso.
Preparación de la película
Se realizó mediante la técnica de fundido. Se utiliza una mezcla de almidón de cáscara de yuca INIAP 650 y glicerol
(3:1), en 100ml de agua destilada, la mezcla es llevada a 80 °C en agitación constante (250 rpm) y modicación del
pH hasta valores alcalinos. Durante el proceso, se añaden concentraciones variables de aceites esenciales, según lo
especicado en la Tabla 1, y se incluye una muestra control en la que no se adicionan aceites esenciales (Pelissari et
al., 2009). La mezcla homogénea es vertida en placas de metacrilato hasta su secado en estufa (35 °C, 24 h). Una vez
solidicada la película se desprende de la placa para análisis.
Tabla 1. Diseño experimental de películas a base de almidón de cáscara de yuca y aceites esenciales.
Aceite Esencial
Tratamiento Lavanda % Orégano %
1 0,1 0,1
2 0,1 0,25
30,1 0,5
4 0,25 0,1
50,25 0,25
60,25 0,5
70,5 0,1
8 0,1 0
90,25 0
10 0,5 0
11 00,1
12 00,25
13 00,5
14 0 0
Caracterización de la película de almidón de cáscara de yuca con aceites esenciales
Espesor y densidad
El espesor se midió en 14 puntos aleatorios con un calibrador digital (Truper, modelo No. CALDI-6MP), con sensibilidad de
0,01 mm. Se tomó como espesor el valor promedio obtenido (Shahrampour et al., 2020; Kanmani & Lim, 2013).
Para determinar la densidad, se cortaron y pesaron películas de 3 x 3 cm. Se calculó el volumen multiplicando base por altura
por espesor, se obtuvo la densidad de acuerdo a la ecuación 1 (Pérez-Vergara et al., 2020; Flores Fidelis et al., 2022).
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Contenido de humedad
El contenido de humedad se determinó por el método gravimétrico. Las muestras de películas se cortaron en piezas de 3 x
3 cm y fueron pesadas (Mo). Las películas se secaron a 105°C en estufa (Memmert SN30, Alemania), hasta peso constante
(Mf). El porcentaje de contenido de humedad se obtuvo de acuerdo a la ecuación 2 (Pérez-Vergara et al., 2020).
Solubilidad en agua
La solubilidad en agua se midió según el método descrito por Vishnu Priya et al., (2021), con modicaciones menores.
Las películas secas se cortaron en tamaños de 3 x 3 cm y se pesaron (W1). Posteriormente, las películas se sumergieron
en 50 mL de agua destilada durante 24h a temperatura ambiente, transcurrido el tiempo, las muestras se secan y pesan
(W2). El porcentaje de solubilidad se obtuvo según la ecuación 3 (Pérez-Vergara et al., 2020).
Solubilidad en disoluciones alcalinas (NaOH) y ácidas (HCl)
La solubilidad de la película en soluciones alcalinas se determinó mediante la introducción de una muestra de 3 x 3 cm
previamente pesada (Pi), dentro de una solución de 50 ml de NaOH 1N, por 24h a temperatura ambiente. Proceso simi-
lar se realizó con una película de iguales dimensiones sumergida en HCl 1 N, bajo las mismas condiciones de tiempo y
temperatura, para determinación de la solubilidad en medio ácido. Posterior a esto las películas son retiradas, secadas
y pesadas (Pf). Para la obtención del porcentaje de solubilidad se utilizó la ecuación 4 (Pérez-Vergara et al., 2020).
Color
El color de las películas se evaluó en 3 partes diferentes de cada una de las mismas, utilizando un colorímetro portátil
CR-400/410 (Konica Minolta, Japón), calibrado según el fabricante. Las películas se cortaron en tamaños de 5 x 5 cm.
Los parámetros CIELab L*, a*, b* fueron medidos para obtener la diferencia de color (∆E) (ecuación 5) e índice de
blancura (WI) (ecuación 6).
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Donde L, representa luminosidad, a, coordenada cromática de verde a rojo y b, coordenada cromática de azul a amarillo.
Los valores de L_0 (92,46), a_0 (-0,33), y b_0 (3,15) son valores estándar de la placa blanca (fondo) (Pérez-Vergara
et al., 2020).
Biodegradabilidad
Se realizaron pruebas de biodegradabilidad según el método descrito por Piñeros-Hernández (2016), con modicaciones.
Se pesaron muestras de películas de 3x3 cm y se enterraron en compost orgánico comercial con humedad inicial del
9%, a 1-2 cm de profundidad. Después de 7, 14 y 21 días, se recolectaron muestras de película, se retiró el suelo
adherido con un cepillo no, se fotograaron y se pesaron. La prueba se realizó en condiciones aeróbicas. Se registró
la temperatura ambiental y la humedad. La pérdida de peso como una medida de biodegradabilidad de las películas se
calculó según la ecuación 7.
Donde Mo representa el peso antes del compostaje y Mf después de 7, 14 y 21 días de compostaje.
Análisis estadístico
El análisis estadístico fue realizado por medio de un análisis de varianza de un factor (ANOVA) con múltiples
comparaciones post hoc, utilizando la prueba Turkey HSD, con el programa SigmaPlot versión 14.5. Las diferencias se
consideraron signicativas para p˂0,05. Todos los ensayos se realizaron por triplicado.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Espesor y densidad
Se obtuvieron películas con espesores que varían entre 0,16 ± 0,0026 mm y 0,20 ± 0,0011 mm, con diferencias
signicativas con respecto a la muestra control 0,19 ± 0,0015 mm (tabla 2), debido al laminado manual de las películas,
variaciones que disminuirían en un proceso mecanizado. Espesores similares fueron previamente reportados en un
trabajo de investigación en el que fueron utilizadas películas obtenidas a partir de una mezcla de almidón de yuca con
carragenina, sin la adición de aceites esenciales (de Lima Barizão et al., 2020); y en un estudio con películas activas
de almidón de papa con aceite esencial de canela. Las películas obtenidas en este estudio presentaron una excelente
remoción de las placas de metacrilato donde fueron colocadas para ser secadas después del proceso de fundición
(casting). Esto puede ser resultado de la presencia de aceites esenciales que mejoran la resistencia a la tracción (Guo
et al., 2022), comportamiento distinto al reportado por de Lima Barizão et al. en cuyo trabajo no se usaron aceites
esenciales y en el cual se señala dicultad al momento de retirar la película de la caja Petri (de Lima Barizão et al., 2020).
La densidad de la película oscila entre 1,062 ± 0,052 g/cc a 1,542 ± 0,098 g/cc; ambos valores no presentan diferencias
signicativas con respecto a la muestra control (1,344 ± 0,131 g/cc), siendo un parámetro sin afectación por la
presencia de aceites esenciales de lavanda y orégano. Resultados similares se encontraron en películas formadas con
aceite esencial de hinojo, quitosano y almidón modicado (E1450), donde no se observan diferencias signicativas
al incrementar la concentración aceites esenciales en proporciones 1:3, 1:2: 1:1 con respecto al almidón modicado,
obteniendo valores entre 1.42 ± 0.03 a 1.50 ± 0.02 g/cc. (Long et al., 2022).
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Tabla 2. Espesor y densidad de películas a base de almidón de cáscara de yuca con y sin aceites esenciales. Resultados
expresados en g/cc ± desviación estándar.
Aceite Esencial Espesor Densidad
Tratamiento Lavanda % Orégano % mm g/cc
1 0,1 0,1 0,18 ± 0,0004 a1,062 ± 0,052 a
2 0,1 0,25 0,19 ± 0,0015 b1,488 ± 0,134 b
30,1 0,5 0,19 ± 0,0001 b1,379 ± 0,102 abc
4 0,25 0,1 0,19 ± 0,0029 b1,542 ± 0,098 b
50,25 0,25 0,20 ± 0,0011 c1,143 ± 0,101 ac
60,25 0,5 0,19 ± 0,0018 b1,257 ± 0,094 abc
70,5 0,1 0,19 ± 0,0015 b1,249 ± 0,102 abc
8 0,1 00,19 ± 0,0038 b1,524 ± 0,137 b
90,25 00,17 ± 0,0004 d1,380 ± 0,088 abc
10 0,5 00,16 ± 0,0026 e1,280 ± 0,111 abc
11 00,1 0,17 ± 0,0023 d1,375 ± 0,058 abc
12 00,25 0,18 ± 0,0019 a1,142 ± 0,053 ac
13 00,5 0,17 ± 0,0002 d1,264 ± 0,092 abc
14 0 0 0,19 ± 0,0015 b1,344 ± 0,131 abc
Diferentes letras (a - c), muestran diferencias estadísticamente signicativas entre las densidades y espesor (a - e), de
películas con diferentes concentraciones de aceites esenciales. (p<0,05).
Contenido de humedad
La tabla 3 muestra los valores de humedad de las películas con aceites esenciales de lavanda y orégano. Los valores
oscilan entre 10,25 ± 1,62 % y 25,06 ± 1,77 %. Los resultados indican que un aumento de la concentración de aceites
esenciales no supone una disminución de la humedad, a excepción del ensayo 7 y 1 que presenta valores más bajos que
la muestra control, es así que los aceites esenciales en general no afectan los valores de humedad en las concentraciones
ensayadas, estando este parámetro inuenciado por el glicerol principalmente, con carácter hidrólo que tiene una gran
capacidad de retención de agua (Long et al., 2022).
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Tabla 3. Humedad de películas a base de almidón de cáscara de yuca con y sin aceites esenciales. Resultados expresados
en porcentaje ± desviación estándar.
Aceite Esencial Humedad
Tratamiento Lavanda % Orégano % %
1 0,1 0,1 10,25 ± 1,62 a
2 0,1 0,25 13,46 ± 0,72 ac
30,1 0,5 14,44 ± 0,88 ac
4 0,25 0,1 25,06 ± 1,77 b
50,25 0,25 17,46 ± 1,37 c
60,25 0,5 20,67 ± 1,77 bc
70,5 0,1 12,79 ± 1,46 a
8 0,1 019,09 ± 1,29 c
90,25 022,03 ± 1,37 b
10 0,5 018,20 ± 0,78 c
11 00,1 24,52 ± 2,54 b
12 00,25 17,86 ± 1,68 c
13 00,5 20,05 ± 1,42 bc
14 0 0 18,56 ± 2,07 c
Diferentes letras (a - c) muestran diferencias estadísticamente signicativas entre las humedades de películas con
diferentes concentraciones de aceites esenciales. (p<0,05)
Valores similares de humedad (8,60 a 20,03%) fueron reportados por (Pérez-Vergara et al., 2020), en una película de
almidón de yuca con cera de abeja como plasticante en cantidades crecientes, cuyo estudio determinó que el contenido
de plasticante es inversamente proporcional a la humedad, debido al carácter hidrófobo de esta. En el presente estudio
no se modicó el porcentaje de plasticante, sin embargo, la adición de aceites esenciales también de carácter hidrófobo
no supuso una reducción en la máxima concentración ensayada (muestra 6) con respecto a la muestra control. Este
comportamiento probablemente tenga que ver con la baja proporción de aceite esencial usado. Un estudio de (Long et
al., 2022) mostró un comportamiento similar al no encontrar diferencias signicativas en el porcentaje de humedad al
incrementar concentraciones de aceite esencial de hinojo en una película de quitosano y almidón modicado (E1450).
Solubilidad en agua
Los valores de solubilidad en agua de las películas de almidón de cáscara de yuca con aceites esenciales oscilan entre
6,90 ± 0,34 y 30,95 ± 3,37 (tabla 4). En general, se observó que para la mayoría de las muestras no existen diferencias
signicativas en este factor, exceptuando la película con 0,1% de lavanda (6,90 ± 0,34) y la muestra control (11,81
± 0,98). Los resultados demuestran que el uso de aceites esenciales incrementa la solubilidad de la película en agua,
este comportamiento probablemente se deba a que los aceites esenciales, al incorporarse en el biopolímero, ocupan un
porcentaje de su masa total y, dado que son insolubles en agua, la fracción de masa soluble se reduce. Esto ocasiona
una degradación más rápida del material, lo que a su vez aumenta la solubilidad en comparación con la muestra control,
cuya masa es completamente soluble en agua, debido a esto empacar alimentos con un alto porcentaje de humedad
disminuiría el tiempo de vida útil del empaque, se observó también que el empleo de mayores concentraciones de
aceites esenciales no es proporcional al incremento de la solubilidad de las películas.
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Un comportamiento similar se obtuvo en un estudio comparativo en el uso de aceite esencial libre y encapsulado de
orégano contenido en una película de proteína de soya, donde se evidenció un incremento signicativo de la solubilidad
ante la adición de aceite esencial de orégano libre, pasando de 39,3 (control) a 61,5 (con presencia de aceite esencial
de orégano) (dos Santos Paglione et al., 2019), sin embargo, en un estudio de almidón de yuca con quitosano demostró
reducciones signicativas en la solubilidad de 26 ± 2 a 18 ± 1 % tras la adición del aceite esencial de orégano (1g/100g
suspensión), (Hernández et al., 2023), por lo que se hace necesario realizar más investigaciones. Sin embargo, se puede
deducir que la presencia de aceites esenciales modica signicativamente la solubilidad en agua de la película, los
incrementos o reducciones estarían más bien asociados a la hidrofobicidad del aceite esencial empleado (Vianna et al., 2021).
Tabla 4. Solubilidad al agua de películas a base de almidón de cáscara de yuca con y sin aceites esenciales. Resultados
expresados en porcentaje ± desviación estándar.
Aceite Esencial Solubilidad H2O
Tratamiento Lavanda % Orégano % %
1 0,1 0,1 23,61 ± 1,96 a
2 0,1 0,25 17,89 ± 2,94 a
30,1 0,5 21,43 ± 3,37 a
4 0,25 0,1 27,50 ± 3,54 a
50,25 0,25 27,50 ± 3,54 a
60,25 0,5 23,61 ± 1,96 a
70,5 0,1 20,63 ± 2,24 a
8 0,1 06,90 ± 0,34 b
90,25 019,69 ± 2,89 a
10 0,5 025,65 ± 3,00 a
11 00,1 19,90 ± 1,63 a
12 00,25 30,95 ± 3,37 a
13 00,5 27,05 ± 1,03 a
14 0 0 11,81 ± 0,98 c
Diferentes letras (a - c) muestran diferencias estadísticamente signicativas entre solubilidades de películas con
diferentes concentraciones de aceites esenciales. (p<0,05)
Solubilidad en soluciones alcalinas y ácidas
La solubilidad de la película en soluciones 1 N de NaOH y al HCl se muestra en la tabla 5. La solubilidad en NaOH
permite evaluar el comportamiento de la película ante la presencia de un alimento o una solución alcalina (pH > 7). Los
resultados obtenidos a las 24 horas muestran porcentajes que oscilan entre 4,55 ± 0,00% a 13,39 ± 1,26%, evidenciando
un incremento en la solubilidad de las películas a medida que aumenta la proporción de aceite empleada (ensayos del 1-7).
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Tabla 5. Solubilidad a soluciones alcalinas y ácidas de películas a base de almidón de cáscara de yuca con y sin aceites
esenciales. Resultados expresados en porcentaje ± desviación estándar.
Aceite Esencial Solubilidad a Soluciones
Alcalinas (NaOH)
Solubilidad a Soluciones
Ácidas (HCl)
Tratamiento Lavanda
%Orégano % % %
24 horas 24 horas
1 0,1 0,1 5,41 ± 0,21 a13,33 ± 0,00 a
2 0,1 0,25 4,88 ± 0,17 a18,82 ± 1,66 b
30,1 0,5 9,61 ± 1,29 b2,22 ± 0,00 c
4 0,25 0,1 4,55 ± 0,00 a27,50 ± 3,54 d
50,25 0,25 5,72 ± 0,23 ac 21,11 ± 1,57 b
60,25 0,5 6,27 ± 0,55 c9,17 ± 1,18 ae
70,5 0,1 13,39 ± 1,26 d26,79 ± 2,53 d
8 0,1 08,55 ± 0,77 b14,29 ± 0,00 a
90,25 05,90 ± 0,49 ac 11,13 ± 0,58 ae
10 0,5 06,07 ± 0,26 ac 24,04 ± 1,36 f
11 00,1 8,35 ± 0,49 b12,13 ± 0,52 ae
12 00,25 13,3 ± 1,26 d30,38 ± 0,54 g
13 00,5 9,76 ± 0,34 e21,40 ± 0,49 b
14 0 0 5,16 ± 0,56 a20,00 ± 0,00 b
Diferentes letras (a - g) muestran diferencias estadísticamente signicativas entre solubilidades de películas con
diferentes concentraciones de aceites esenciales. (p<0,05)
La solubilidad al HCl permite evaluar el comportamiento de la película ante la presencia de un alimento o una solución
ácida (pH < 7). A las 24 horas varía entre 2,22 ± 0,00% a 30,38 ± 0,54%. Existe una gran variabilidad de los resultados
obtenidos, sin embargo, se observa una tendencia a un incremento de la solubilidad proporcional al incremento de
concentración de aceites esenciales. Estudios del efecto de aceites esenciales en la estabilidad de películas ante
soluciones ácidas y alcalinas son necesarios, estando la mayoría direccionados únicamente hacia la solubilidad en agua,
o la solubilidad en soluciones ácidas y alcalinas sin la presencia de aceites esenciales, en lo que respecta a los autores
del presente artículo no se han encontrado estudios similares.
Color
Medidas de los parámetros del color L*, a*, b*, diferencia de color (ΔE), e índice de blancura (WI) se muestran en la
Tabla 6. Los valores de luminosidad (L*) varían entre 29,33 ± 0,87 y 57,81 ± 1,18, resultados considerablemente más
bajos que los obtenidos en una película elaborada a partir de almidón de yuca (87,69 a 91,03) (Pérez-Vergara et al.,
2020). Los valores de a* y b* oscilan entre 9,43 ± 1,54 y 18,85 ± 0,40, y 12,37 ± 0,81 y 24,68 ± 0,79, respectivamente,
este último similar a los valores obtenidos del trabajo antes mencionado (11,33-20,52). Los parámetros de los valores
a* y b* sugieren que el color de la película tiende a rojo – amarillo.
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Tabla 6. Parámetros de color (L*, a*, b*) diferencia de color (ΔE) e índice de blancura (WI) de películas de almidón de
cáscara de yuca INIAP 650 con y sin aceites esenciales de lavanda y orégano. Resultados adimensionales ± desviación
estándar.
N° de
Ensayo
Aceite Esencial
L* a* b* ΔE WI
Lavanda
%
Orégano
%
1 0,1 0,1 55,85 ± 3,13 11,09 ± 1,23 24,33 ± 0,64 43,83 ± 3,19 ab 48,37 ± 3,19 AB
2 0,1 0,25 52,96 ± 1,34 12,20 ± 0,51 24,68 ± 0,79 46,72 ± 0,99 ab 45,48 ± 1,00 AB
30,1 0,5 50,86 ± 3,00 12,80 ± 0,65 23,57 ± 1,37 48,22 ± 2,25 a43,98 ± 2,26 A
4 0,25 0,1 51,20 ± 1,21 13,31 ± 0,47 24,06 ± 0,23 48,23 ± 1,08 a43,98 ± 1,08 A
50,25 0,25 55,65 ± 1,28 11,16 ± 0,5 23,75 ± 0,37 43,73 ± 1,05 ab 48,46 ± 1,06 AB
60,25 0,5 56,92 ± 2,41 10,54 ± 1,01 23,92 ± 0,17 42,60 ± 2,19 b49,59 ± 2,20 AB
70,5 0,1 51,94 ± 1,19 12,40 ± 0,43 23,79 ± 0,48 47,24 ± 1,03 a44,95 ± 1,03 A
8 0,1 055,48 ± 0,95 9,43 ± 1,54 21,52 ± 1,72 42,47 ± 1,89 b49,63 ± 1,83 B
90,25 055,75 ± 1,01 10,96 ± 0,48 23,37 ± 0,21 43,42 ± 1,00 ab 48,77 ± 0,99 AB
10 0,5 057,81 ± 1,18 10,46 ± 0,36 23,42 ± 0,44 41,58 ± 0,94 b50,62 ± 0,95 B
11 00,1 54,11 ± 1,85 11,39 ± 0,85 23,34 ± 1,28 44,93 ± 1,76 ab 47,25 ± 1,75 AB
12 00,25 56,71 ± 1,14 10,40 ± 0,56 23,18 ± 0,14 42,37 ± 1,14 b49,80 ± 1,14 AB
13 00,5 29,33 ± 0,87 18,85 ± 0,40 12,37 ± 0,81 66,63 ± 0,70 c25,81 ± 0,96 C
14 0 0 51,25 ± 6,49 11,46 ± 1,66 21,38 ± 1,46 46,74 ± 5,66 a44,86 ± 5,13 A
Diferentes letras (a - c, A - C) muestran diferencias estadísticamente signicativas en el color de películas con diferentes
concentraciones de aceites esenciales. (p<0,05)
El índice de blancura de la película varía entre 43,98 ± 1,08 y 50,62 ± 0,95 encontrándose diferencias signicativas entre
estos. Los valores bajos de L*, en conjunto con los valores medios de WI sugieren un acercamiento a películas oscuras.
Los valores obtenidos en el total de la diferencia de color (ΔE); oscilan entre 41,58 ± 0,94 y 66,63 ± 0,70, observándose
diferencias signicativas entre estos. Estudios realizados con aceite esencial de orégano muestran reducciones signicativas
de transparencia a medida que se aumentan las concentraciones (dos Santos Caetano et al., 2018; Šuput et al., 2016), sin
embargo, con los datos presentados en este estudio no es posible establecer una relación directa entre el uso de aceites
esenciales de orégano y lavanda con el color, debido a que un incremento en la concentración de estos (ensayos del
1 al 5) no presentan diferencias signicativas con la muestra control, si encontrándose diferencias signicativas en la
concentración más alta (ensayo 6) y también en la concentración más baja (ensayo 8) con respecto al control.
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En general, varios estudios indican que la incorporación de aceites esenciales causa una reducción de la transparencia de
la película con el consecuente aumento de la opacidad cuya medida depende del aceite esencial (Atarés & Chiralt, 2016).
Biodegradabilidad
La tabla 7 muestra un registro fotográco con los cambios físicos de las muestras, después de haber permanecido 7,
14 y 21 días enterrados en compost comercial, sin el efecto de la pluviometría, al estar en un ambiente cerrado. En
general la biodegradabilidad se incrementa con el tiempo. A partir de los 7 días se observan cambios en la tonalidad
y la estructura que evidencian el inicio del proceso de biodegradación, a los 21 días los valores de desintegración
oscilan entre el 5 y el 50%, en algunos casos se presentó dicultad en la toma de pesos debido a la adhesión de
tierra a las películas que no fue posible retirarla manualmente. Esto esta en línea con lo establecido por la ¨Ley
Orgánica ecuatoriana para la Racionalización, Reutilización y Reducción de Plásticos de Un Solo Uso en el Comercio¨
que establece que un material puede ser considerado como biodegradable si en un lapso de 24 meses se degrada
completamente. Acorde a la Organización Internacional de Normalización (ISO) para ser considerado biodegradable la
masa inicial del biopolímero se debe reducir en un 90% después de seis meses en condiciones de compostaje a 58 °C,
(Amin et al., 2022), por lo que sería necesario regularizar los ensayos a estas condiciones para proporcionar resultados
normados internacionalmente. Adicionalmente algunas investigaciones indican que la incorporación de compuestos
activos provoca una biodegradabilidad más rápida, por ejemplo, la adición de extractos de yerba mate y or de Jamaica
en películas de almidón de yuca (Ceballos et al., 2020) y maíz mejoraron la biodegradabilidad (Gutiérrez et al., 2019).
Tabla 7. Respuestas observadas en la biodegradabilidad de películas a base de almidón de cáscara de yuca con y sin
aceites esenciales a los 7, 14 y 21 días.
Aceite Esencial Tiempo
Lavanda % Orégano % Dia 0 7 días 14 días 21 días
0,1 0,1
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 13%
0,1 0,25
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 12%
0,1 0,50
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 15%
0,25 0,1
Nota: Dicultad en la toma de datos
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0,25 0,25
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 50%
0,25 0,50
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 17%
0,50 0,1
Nota: Dicultad en la toma de datos
0,1 0,00
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 13%
0,25 0,00
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 5%
0,50 0,00
Nota: Dicultad en la toma de datos
0,00 0,1
Nota: Dicultad en la toma de datos
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0,00 0,25
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 19%
0,00 0,50
Valor máximo de biodegradabilidad encontrado hasta los 21 días: 15%
0,00 0,00
Nota: Dicultad en la toma de datos
CONCLUSIONES
El presente estudio muestra el efecto del empleo de aceites esenciales de lavanda y orégano en las propiedades
sicoquímicas, ópticas y biodegradabilidad de una película a partir de almidón de cáscara de yuca INIAP 650. Las
películas analizadas están en concordancia con la Ley Orgánica Ecuatoriana para la Racionalización, Reutilización
y Reducción de Plásticos de un Solo Uso en el Comercio. La presencia de aceites esenciales de lavanda y orégano
incrementa la solubilidad de la película en H2O, no ampliando este factor de manera proporcional con el aumento de
la concentración de aceites esenciales. La solubilidad de las películas ante la presencia de disoluciones 1 N NaOH y
HCl tiende a incrementar de forma proporcional al aumento de las concentraciones de aceites esenciales. La evaluación
del color muestra que las películas tienden hacia la oscuridad, no siendo posible encontrar una relación entre la
concentración de aceites esenciales de orégano y lavada con la modicación del color. Por último, la humedad y la
densidad de la película no se altera ante la presencia de los aceites esenciales estudiados. Este estudio conrma que
el desarrollo de películas con nuevas matrices como el almidón de cáscara de yuca con aceites esenciales son una
alternativa para el desarrollo de un material de empaque para la industria alimentaria.
DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS DE LOS AUTORES
Los autores declaran no tener conicto de intereses
AGRADECIMIENTOS
Nos gustaría expresar nuestro agradecimiento a Nexy Mariela Mendoza Zambrano y Carlos Hernán Ruiz Vera, por su
colaboración en la experimentación realizada en esta investigación.
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CONTRIBUCIÓN DE AUTORES
Autor Contribución
Nathaly Giler Intriago Metodología, investigación, borrador original, revisión y
edición, software: SigmaPlot 15.0.
Lisbeth Anchundia Vélez Metodología, investigación, borrador original, revisión y
edición, software: SigmaPlot 15.0.
Felipe Jadán Conceptualización, validación.
Carlos Jadán Piedra Conceptualización, metodología, supervisión, investigación,
borrador original, revisión y edición, software: SigmaPlot 15.0.