Efectos del almidón, lignina y celulosa obtenidos de la cáscara de mazorca de cacao (Theobroma cacao L.) en las propiedades mecánicas y de barrera en un bioplástico

Abstract

La cáscara de mazorca de cacao (CMC) representa un residuo agroindustrial subutilizado con potencial significativo para la obtención de biopolímeros de valor añadido. Es por esto que el presente trabajo evaluó el efecto de las concentraciones de almidón, celulosa y lignina extraídos de CMC (Theobroma cacao L.) sobre las propiedades mecánicas y de barrera de bioplásticos formulados. Se obtuvieron rendimientos promedio de 21% para fracción amilácea, 20% para celulosa (tratamiento alcalino y blanqueamiento químico con H₂O₂) y 68% para lignina (hidrólisis ácida con H₂SO₄ al 72%) y para esto, se elaboraron cuatro formulaciones (A1C1L4, ACL2, A3C1L2 y A4C1L1) variando las proporciones de estos biopolímeros, manteniendo constantes glicerol (6,80%), ácido acético (0,68%) y agua (81,63%), con espesores entre 1,5 y 2,0 mm. Sobre la evaluación de propiedades de barrera, se determinó que el tratamiento A1C1L4 (mayor concentración de lignina) presentó la menor permeabilidad al vapor de agua (WVP = 5,92×10⁻⁶ g/mhPa), mientras que ACL2 (concentraciones iguales de celulosa y lignina) mostró la mayor permeabilidad (WVP = 1,94×10⁻⁵ g/mhPa). El contenido de humedad osciló entre 18,12% (ACL2) y 21,37% (A4C1L1), correlacionándose positivamente con el contenido de almidón. En propiedades mecánicas, el tratamiento A4C1L1 (mayor contenido de almidón) registró los valores superiores de tracción (0,578 MPa), elongación en rotura (27,41%) y dureza Shore A (46,4 HA), mientras que el análisis ANOVA de un factor confirmó diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos en todas las variables evaluadas (p < 0,05), y la prueba Tukey HSD identificó los grupos diferenciados. Finalmente, los resultados demuestran que la cáscara de mazorca de cacao constituye una fuente viable de biopolímeros para la elaboración de materiales biodegradables con propiedades funcionales ajustables según la aplicación objetivo.