Preparación y caracterización de películas de alginato de sodio extraído de algas pardas recolectadas en San Juan de Marcona cargadas con inhibidor de etileno

Abstract

Cada año las actividades antropogénicas generan millones de residuos sólidos los cuales terminan acumulándose y dañando los ecosistemas. Para mitigar este tipo de contaminación, se buscan alternativas que reemplacen los materiales plásticos y generen un menor impacto ambiental; entre estas alternativas se encuentran las películas biodegradables. Las películas biodegradables se pueden hacer a partir de polisacáridos, como pectina, almidón, quitosano, alginato de sodio y otros. El alginato de sodio es un polisacárido presente en las algas marinas, el cual está conformado por unidades del ácido P-D-Manurónico (M) y del ácido a-L-Gulurónico (G), las cuales difieren en su proporción dependiendo de las condiciones ambientales de crecimiento y edad de recolección del alga. El objetivo de esta investigación fue extraer alginato de sodio de las hojas de las algas pardas Macrocystis pyrifera y Lessonia trabeculata para preparar películas compuestas de alginato de sodio/K-carragenano/i-carragenano cargadas con aminoetoxivinilglicina y estudiar su cinética de liberación. El alginato de sodio extraído de Macrocystis pyrifera (NaAlgM) presentó un rendimiento de extracción de 15.28%, peso molecular de 65.19 kDa, índice de cristalinidad de 20.19% y relación M/G de 1.0; en comparación con el alginato de sodio extraído de Lessonia trabeculata (NaAlgL) el cual presentó un rendimiento de extracción de 22.24%, peso molecular de 67.91 kDa, índice de cristalinidad de 17.31% y relación M/G de 0.86. A partir de los resultados de opacidad, contenido de humedad, TGA, DSC, FTIR y SEM; se determinó que la relación 9:1 de los plastificantes glicerol y polietilenglicol (PEG 400) era la más indicada. Las superficies rugosas de las películas compuestas de alginato de sodio disminuyeron su heterogeneidad con el cargado de aminoetoxivinilglicina (AVG). Para describir las cinéticas de liberación de aminoetoxivinilglicina, los valores obtenidos se ajustaron a los modelos cinéticos de Higuchi y Korsmeyer-Peppas; los cuales describieron mejor los procesos de liberación a 10°C y 25°C; respectivamente.

Every year anthropogenic activities generate millions of solid wastes which end up accumulating and damaging ecosystems. To mitigate this type of pollution, alternatives are sought to replace plastic materials and generate less environmental impact; among these alternatives are biodegradable films. Biodegradable films can be made from polysaccharides, such as pectin, starch, chitosan, sodium alginate, and others. Sodium alginate is a polysaccharide present in marine algae, which is made up of units of β-D- Manuronic acid (M) and α-L-Guluronic acid (G), which differ in their proportion depending on the environmental conditions of growth and age of collection of the algae. The goal of this research was to extract sodium alginate from the leaves of the brown algae Macrocystis pyrifera and Lessonia trabeculata to prepare composite films of sodium alginate/κ-carrageenan/ι-carrageenan loaded with aminoethoxyvinylglycine and to study their release kinetics. Sodium alginate extracted from Macrocystis pyrifera (NaAlgM) presented an extraction yield of 15.28%, a molecular weight of 65.19 kDa, a crystallinity index of 20.19%, and M/G ratio of 1.0; in comparison with the sodium alginate extracted from Lessonia trabeculata (NaAlgL) which presented an extraction yield of 22.24%, a molecular weight of 67.91 kDa, crystallinity index of 17.31% and M/G ratio of 0.86. From the results of opacity, water content, TGA, DSC, FTIR, and SEM, it was determined that the 9:1 ratio of the plasticizers glycerol and polyethylene glycol (PEG 400) was the most suitable. The rough surfaces of the films composed of sodium alginate decreased their heterogeneity with the loaded of aminoethoxyvinylglycine (AVG). To describe the release kinetics of aminoethoxyvinylglycine, the values obtained were fitted to the Higuchi and Korsmeyer- Peppas kinetic models, which best described the release processes at 10°C and 25°C, respectively.