Aprovechamiento de los residuos de poda para la obtención de plásticos biodegradables

Abstract

[ES] El presente trabajo tiene por objetivo la extracción de fracciones y nanocristales celulósicos a partir de residuos de la poda de vid de la variedad tempranillo, para la posterior obtención de films biopoliméricos con aplicación en envasado alimentario. Las diferentes fracciones y nanocristales obtenidos, con distintos grados de purificación, fueron caracterizados mediante FT-IR, SEM, TEM y XDR con tal de confirmar su grado de purificación y estudiar su estructura. Los resultados sugirieron la presencia de una fracción de hemicelulosas resistentes al tratamiento de hidrólisis ácida para la extracción de nanocristales, incluso en la fracción más purificada. Posteriormente, se prepararon films a partir de suspensiones acuosas de las fracciones y nanocristales celulósicos y se caracterizó la estructura y propiedades de los mismos. El film de celulosa pura (F3) fue el que mejores propiedades mecánicas presentó, acorde a su mayor nivel de purificación. Sin embargo, los nanocristales obtenidos a partir de la fracción menos purificada (F2A, donde se omitió tanto la extracción Soxhlet como el tratamiento básico con KOH) presentaron propiedades mecánicas muy similares o incluso superiores a los nanocristales totalmente purificados. Adicionalmente, se incorporó agar en diferentes proporciones (20%, 40% y 80%), lo cual permitió mejorar la ductilidad y la transparencia de los films de nanocristales. En cuanto a la permeabilidad al vapor de agua de los films, un mayor grado de purificación de los materiales dio lugar a mayor efecto de barrera. Por último, los films de las fracciones menos purificadas (F2A y NANO F2A) presentaron capacidad antioxidante, siendo capaces de reducir la oxidación de emulsiones de beta-caroteno.

[EN] This project consists of the extraction of cellulosic fractions from residues of the vineshoots from the Tempranillo vine variety, for the subsequent obtaining of biopolymers with application in food packaging. The material obtained from the different fractions was previously characterized by FT-IR, SEM, TEM and XDR in order to confirm the purification of the cellulose and its stability. From a vacuum filtration of the fractions in aqueous suspension, said films were obtained. The pure cellulose film (F3) was the one that presented the best properties according to its highest level of purification. However, the nanocrystals obtained from the less purified fraction (F2A, where both the Soxhlet extraction and the basic treatment with KOH were omitted) presented very similar or even superior properties to the fully purified nanocrystals. Additionally, agar in different proportions (20%, 40% and 80%) was incorporated into both fractions (NANO F2A and NANO F3) to increase its elongation and therefore its processability, and the mechanical properties, water vapour permeability were measured and transparency of the resulting films. Finally, the antioxidant capacity of the films was evaluated by the beta-carotene test, demonstrating that the less purified fractions (F2A and NANO F2A) exerted significant protection against the oxidation of the beta-carotene emulsion.