Quitosano

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Las biopelículas juegan un papel muy importante en la industria alimentaria ya que realizan la función de contener y proteger un alimento. Mejoran la calidad y vida comercial de frutas y hortalizas, ya que tienen la capacidad de retardar la velocidad de respiración, disminuir la pérdida de vapor de agua y emanación de compuestos volátiles y de combatir, controlar y/o prevenir el crecimiento de larvas y microorganismos. Los principales componentes de las biopelículas son; Matriz: El quitosano es un polisacárido catiónico lineal compuesto por dos unidades monoméricas la D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina. Plastificantes: Alcoholes poli-funcionales, como el polietilenglicol, glicerol y sorbitol. Proporcionan flexibilidad a la matriz polimérica. Refuerzos: Son polisacáridos con alta actividad antimicrobiana y antioxidante. Por lo que es fundamentar aplicar las biopelículas al tomate para extender su vida de anaquel.

En la actualidad en el Instituto Tecnológico Superior de Tierra Blanca se están implementando nuevos cultivos bajo invernadero, como es el melón, pepino, papaya, tomate, entre otros. Con el fin de promover estos cultivos en la zona de la Cuenca del Papaloapan, Se pretende extender la vida de anaquel en estos productos utilizando diferentes métodos, entre ellos el uso de biopelículas en dichos cultivos.

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Marco teórico

2.1 Polímeros naturales

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Fuente de polímeros naturales

En virtud de que las fuentes convencionales más importantes para la extracción de este polímero son los granos de cereales como el maíz, trigo, arroz y sorgo; tubérculos como la papa, yuca, boniato y sagú; encontrándose también en hojas, semillas de leguminosas y frutas la tendencia actual es buscar fuentes no convencionales como alternativas para obtener almidones que presenten diversas características fisicoquímicas, estructurales y funcionales, que amplíen la gama de usos en la industria (Hernández et al., 2008).

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Tipos de polímeros naturales

Las proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos, son los polímeros que cumplen con la función biológica de todo ser vivo y son conocido como biopolímeros., están compuestos químicamente por C, H, N y O.

Según Bustos (2011) Las proteínas son de alto peso molécular, se forman por la unió de aminoácidos y tienen funciones especificas. Los ácidos nucleicos están relacionados con la estructura y empaquetamiento de las hélices de DNA. Los carbohidratos etimológicamente son carbono y agua Cn(H2O)n y se clasifican en:

- Monosacáridos; solo una unidad monomérica.

- Disacáridos; dos unidades monoméricas.

- Trisacáridos; tres unidades monoméricas.

- Oligosacáridos; de cuatro hasta diez unidades monoméricas.

- Polisacáridos; de once, a cientos de miles de unidades monoméricas.

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Quitosano

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Quitina

La quitina es uno de los biopolímeros más abundantes en la naturaleza después de la celulosa, con características estructurales y químicas similaresEs un polisacárido blanco, duro, inelástico y nitrogenado y constituye la mayor fuente de contaminación en las zonas costeras, es uno de los componentes estructurales mayoritarios del exoesqueleto de insectos, crustáceos, artrópodos, anélidos, moluscos, celenterados y es componente de la pared celular de algunos hongos como los ascomicetos, zigomicetos, basidiomicetos y deuteromicetos, así como de algas (Villaman, 2007). La quitina es muy similar a la celulosa en su formula química con la diferencia que la quitina se encuentra a acetamida en lugar del grupo hidroxilo del C2. (Figura 1)

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Figura 1. Estructura Química de la celulosa y de la quitina (Bustos, 2011)

La quitina no se presenta como una entidad química natural, sino que se le considera como el producto de la separación de varios constituyentes a los que se mantiene unida (proteínas, minerales y pigmentos).

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Quitosano

El quitosano es un polisacárido catiónico lineal compuesto por dos unidades monoméricas la D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina. Es un polímero natural muy recomendado ya que posee excelentes propiedades, como biodegradabilidad, biocompatibilidad, no tóxico, buena absorción, entre otros, características que unidas a su naturaleza policatiónica. (Figura 2)

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Figura 1. Estructura química del Quitosano (Palacin, 2012).

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Propiedades y características del Quitosano

El Quitosano es biodegradable, no tóxico, biocompatible con células y tejidos animales, puede ser química o enzimáticamente modificado, es insoluble en agua, disolventes inorgánicos y medios alcalinos, pero es soluble en ácidos orgánicos diluidos como: ácido acético, fórmico, succínico, láctico y málico, cuando el pH de la solución es inferior a 6. Las propiedades y características del quitosano como pureza, viscosidad, desacetilación, peso molecular y estructura polimórfica pueden variar debido a varios factores en su proceso de manufactura, que pueden influir en las características finales del producto. Dependiendo del estado del quitosano ya sea sólido o en solución, existirán otros parámetros que jueguen un papel importante. En el estado sólido, las propiedades dependen de la accesibilidad y la movilidad de las cadenas del polímero, parámetros relacionados con la cristalinidad y morfología, la hidratación y la cinética de hidratación. En solución las propiedades dependen de los parámetros de solubilidad y conformación. La viscosidad de las soluciones de quitosano se ven afectadas por el grado de acetilación, peso molecular, concentración, pH y temperatura, menores concentraciones del biopolímero permiten una mayor solubilidad, así como menores grados de acetilación, aumentan la viscosidad de la solución (Rabea et al., 2003).

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