Resumen de Análisis químico proximal y térmico en harinas de productos residuales de nopal (Opuntia ficus-indica) para obtención de compuestos poliméricos biobasados

Selene C. H. Rives Castillo, Zormy Nacary Correa Pacheco, Silvia Bautista-Baños, Rosa Isela Ventura-Aguilar, Beatriz Schettino Bermúdez, Pedro Ortega Gudiño, Alfonso Barajas Cervantes

• español

  Una gran cantidad de desechos se genera por la remoción de es-pinas en el nopal verdura con un alto contenido de fibra. Estos subproductos agrícolas son fuentes de celulosa, lignina y hemicelulosa, con potencial de uso como biomateriales en producción sustentable. Con el propósito de contribuir a la solución de un problema ambiental por el uso de plásticos convencionales, bajo la premisa de que la incorporación de harina de nopal podría integrarse a un compuesto bio polimérico para mejorar desempeño y propiedades finales como biomaterial; el objetivo de esta investigación fue realizar análisis químico proximal (AQP) y análisis térmico en harinas de subproductos de nopal del estado de Morelos, México en tres periodos de cosecha, para verificar características útiles con vistas a su adición a materiales poliméricos para envases biodegradables. En el AQP se evaluó la humedad, proteína cruda, cenizas, grasa, fibra cruda, fibra detergente ácida (FDA) y fibra detergente neutra (FDN), extracto libre de nitrógeno (ELN), celulosa, hemicelulosa y lignina. Para evaluar pro-piedades térmicas se realizó análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). El diseño experimental fue completamente al azar, se realizó un ANDEVA con un arreglo de datos factorial y prueba de comparación de medias de Tukey. El AQP en las harinas mostró diferencias significativas (p£0.05) en cenizas, fibra cruda, fibra detergente neutra, celulosa, hemicelulosa y lignina. Las harinas de nopal fueron similares en los tres meses de muestreo y tuvieron perfil térmico similar en TGA y DSC. Tg se obtuvo entre 46-48 °C, Tm entre 32-130 °C y temperatura de descomposición final a 455 °C. Las pruebas térmicas indicaron que la harina de nopal puede adicionarse a matrices poliméricas sin que ocurra descomposición en su uso como material bio-basado, esto es, un polímero derivado de materiales biológicos.

• English

  There is a large amount of waste generated by the removal of thorns from the pear-cactus (Opuntia ficus-indica Mill.) cladodes with a high fibre content. These agricultural by-products are sources of cellulose, lignin and hemicellulose, with potential for use as biomaterials in sustainable production. Aiming to contribute towards solving an environmental problem due to the use of conventional plastics, and under the premise that pear-cactus flour would be added as a biopolymeric compound to improve performance and final properties of polymers; the objective of this research was to perform proximate chemical analysis (AQP) and thermal analysis on pear-cactus cladodes flour from the state of Morelos, Mexico in three harvest periods, to verify their useful characteristics towards being added into polymers to produce biodegradable packaging. Water content, crude protein, ash, fat, crude fibre, acidic detergent fibre (FDA), neutral detergent fibre (FDN), nitrogen-free extract (ELN), cellulose, hemicellulose and lignin were evaluated in the AQP. To evaluate thermal properties, thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) were performed. The experimental design was completely randomized; an ANOVA was performed with a factorial data arrangement and Tukey’s mean comparison test. The AQP in the flours showed significant differences (p£0.05) in ashes, crude fibre, neutral detergent fibre, cellulose, hemicellulose and lignin. The pear-cactus flours were similar in the three months of sampling and had a similar thermal profile in TGA and DSC. Tg was obtained between 46-48 °C, Tm between 32-130 °C, and the final decomposition temperature at 455 °C. Thermal tests indicated that pear-cactus flour can be added to polymeric matrices without decomposition occurring when used as a bio-based material, that is, a polymer derived from biological materials.