Desarrollo de un bioplástico a partir de pectina extraída de la cáscara de manzana (Malus domestica)

Abstract

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La pectina es un biopolímero biodegradable obtenido de subproductos agroindustriales y representa una alternativa sostenible a los plásticos derivados del petróleo. El objetivo de esta investigación fue desarrollar un bioplástico a partir de la pectina extraída de la cáscara de manzana, optimizando su proceso de extracción y su formulación. Para esto, se empleó un diseño factorial completo (4×3) con modelo cuadrático con el fin de evaluar los efectos de la temperatura, pH, tiempo y relación sólido-líquido sobre el rendimiento. Las condiciones óptimas (85 °C, pH 1, 1:30 y 45 min) permitieron obtener un rendimiento del 38.90 %. El análisis FTIR-ATR identificó los grupos estructurales característicos de la pectina: hidroxilos (–OH), alquilos (–CH/–CH₂), carbonilos (–C=O), carboxilatos ionizados (–COO⁻) y enlaces C–O. Posteriormente, la pectina presentó 11.17 % de grupos metoxilo, 69.89 % de ácido galacturónico y un grado de esterificación de 88.74 %. Para la elaboración del bioplástico se utilizó un diseño factorial (3×3) variando las concentraciones de pectina y glicerina. La formulación óptima (3 % de pectina y 4.5 % de glicerina) produjo un material con 0.10 mm de espesor, resistencia a la tracción de 2.383 MPa y una elongación de 10.96 %. El material presentó 78.93 % de sólidos volátiles y niveles de metales pesados por debajo de los límites de cuantificación. Además, mostró una alta biodegradabilidad, con desintegración completa en 90 días bajo compostaje. En conclusión, se obtuvo un bioplástico biodegradable con propiedades mecánicas y químicas adecuadas, evidenciando el potencial de la cáscara de manzana para desarrollar empaques sostenibles.