Estudio-y-evaluacion-de-las-propiedades-mecanicas-y-de-barrera-de-peliculas-de-quitosano-y-kcarragenina

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA 
DE MEXICO 
 
 
 
 FACULTAD DE QUIMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 MÉXICO, D.F. 2008 
 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
Q U Í M I C A D E A L I M E N T O S 
P R E S E N T A : 
A D R I A N A V Á Z Q U E Z G I L 
“ESTUDIO Y EVALUACIÓN DE LAS 
PROPIEDADES MECÁNICAS Y DE BARRERA 
DE PELICULAS DE QUITOSANO Y 
-CARRAGENINA” 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
 
JURADO ASIGNADO 
PRESIDENTE MC. MARIA DE LOS ÁNGELES VALDIVIA LÓPEZ 
VOCAL Dr. ARTURO NAVARRO OCAÑA 
SECRETARIO Dr. ALBERTO TECANTE CORONEL 
1er. SUPLENTE QFB. AGUSTÍN REYO HERRERA 
2do. SUPLENTE Dra. MARICARMEN QUIRASCO BARUCH 
 
 
SITIO EN DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA 
 
DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS Y BIOTECNOLOGÍA 
LAB 313, EDIFICIO “E”, FACULTAD DE QUÍMICA, UNAM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ASESOR DEL TEMA SUSTENTANTE 
 
 
 
 
 _______________________ ______________________ 
 Dr. ALBERTO TECANTE CORONEL ADRIANA VÁZQUEZ GIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
A Dios por todas las bendiciones recibidas y por darme la oportunidad 
de terminar un ciclo más de mi vida. 
 
A la Universidad Nacional Autónoma de México y a su Facultad de 
Química por formarme como profesionista y darme la enorme satisfacción de 
estudiar en ellas. 
 
Al Dr. Alberto Tecante Coronel por haberme dado la oportunidad de 
trabajar bajo su asesoría y brindarme su apoyo, orientación, dedicación y 
tiempo durante la elaboración de este trabajo. 
 
A la I.A Mariana Ramírez Gilly por su disposición y apoyo técnico en el 
desarrollo de este trabajo. 
 
A la M. en C. María de los Ángeles Valdivia López y al QFB Agustín Reyo 
Herrera por sus valiosas aportaciones, comentarios y tiempo dedicado a la 
revisión de esta tesis. 
 
A la Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA-
UNAM) por el apoyo financiero brindado en la Etapa 18 del proyecto 
IN204306 con el titulo “Estudio y evaluación de las propiedades funcionales 
de empaque y recubrimiento de membranas de hidrogeles de polisacáridos”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi mamá 
 Por ser la persona mas importante en 
mi vida y estar siempre a mi lado, por sus 
consejos, cariño y por todo el amor que me 
ha brindado. 
 
 ¡Gracias! por tu dedicación y por todos 
los esfuerzos que has realizado para darme 
lo necesario para mi realización personal y 
profesional, por ofrecerme un hogar y por 
enseñarme que el esfuerzo y el trabajo duro 
son el camino para lograr cualquier objetivo. 
 ¡Te quiero mucho! 
DEDICATORIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi abuelita 
 Por todos sus cuidados cuando era 
pequeña y por cuidarme ahora desde el 
cielo. Por el inmenso amor y cariño que nos 
brindo a mis hermanos y a mi. 
¡Gracias! 
 
 
A mis hermanos Diana y Alberto 
 Por su amistad, cariño, comprensión, 
consejos y por todo el apoyo y enseñanzas 
que me han brindado, por que han sido y 
seguirán siendo una hermosa compañía a 
lo largo de mi vida, por ser mi familia y 
sobre todo por ser los seres más nobles 
que conozco. 
 ¡Los quiero mucho! 
 
 
A mis sobrinos Melanie y Daniel 
 Por regalarme sus sonrisas que me 
iluminan y alegran los días y 
por permitirme seguir aprendiendo 
 a través de su inocencia. 
A mi Tío Miguel y mis Primos Verónica y 
Arturo 
 Que directa e indirectamente siempre 
me han brindado su ayuda y apoyo 
incondicional. 
 ¡Gracias! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Jessica y Beleguixaiba 
 Por ser las mejores amigas que pude 
haber encontrado, por enseñarme de nuevo 
el verdadero valor y la mejor definición de la 
amistad, por brindarme su apoyo y 
escucharme en todo momento, por las 
historias compartidas, por todos sus 
consejos, su confianza y sencillamente por 
ser como son. 
¡Las quiero mucho! 
 
 
 
 
A Hiromi 
 Por todas las historias y desvelos 
compartidos, por los buenos y malos 
momentos que pasamos y por su compañía 
que hizo mas agradables cada uno de los 
semestres y sin la cual nada hubiera sido 
igual. 
¡Gracias! 
 
 
 
 A mis amigas de la facultad 
 Cindy, Adriana Vega, Adriana Martínez, 
Silvia, Adriana Navarro, Marisol, Sonia, 
Adriana Rodríguez y Angélica por todo el 
apoyo, paciencia y consejos brindados, por 
los agradables momentos compartidos y por 
su gran amistad. 
¡Gracias! 
 
 
 
A mis amigas 
 Verónica B., América, Gabriela, Citlally, Dulce, 
Nancy, Guadalupe, Verónica A. y Susana, por los 
momentos compartidos, por su amistad y por que 
siempre están y estarán presentes en mi vida 
A todas y cada una de las personas que 
han formado parte de mi vida. 
¡Gracias! 
Índice 
 
ÍNDICE 
INDICE DE FIGURAS 
INDICE DE CUADROS 
 
RESUMEN………………………………………………………………………………………………………………… 1 
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………………………. 2 
OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………………… 4 
Objetivo General……………………………………………………………………………….…………. 4 
Objetivos Específicos……………………………………………………………………………………. 4 
HIPÓTESIS………………………………………………………………………………………………………………. 4 
 
CAPITULO 1. PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES 
1.1 Definiciones………………………………………………………………………………………………………. 5 
1.2 Generalidades de películas y recubrimientos comestibles…………………………..… 6 
1.2.1 Propiedades funcionales……………………………………………………………….……. 7 
1.2.2 Aplicaciones………………………………………………………………………………………… 9 
1.3 Materiales empleados para la formulación de películas y recubrimientos 
comestibles……………………………………………………………………………………………………………… 
 
10 
1.4 Aditivos………………………………………………………………………………………………………..…… 13 
1.4.1 Plastificantes…………………………………………………………………………………….… 14 
 
CAPITULO 2. QUITOSANO Y CARRAGENINA 
2.1 QUITOSANO……………………………………………………………………………………………………… 15 
2.1.1 Definición………………………………………………………………………………………….… 15 
2.1.2 Aspectos generales……………………………………………………………………….……. 15 
2.1.3 Estructura…………………………………………………………………………………………… 17 
2.1.4 Propiedades………………………………………………………………………………………… 17 
2.1.5 Aplicaciones………………………………………………………………………………………… 18 
 
2.2 CARRAGENINA…………………………………………………………………………………………….…… 21 
2.2.1 Definición………………………………………………………………………………………….… 21 
2.2.2 Aspectos Generales………………………………………………………………………….… 21 
2.2.3 Estructura…………………………………………………………………………………………… 23 
2.2.4 Propiedades………………………………………………………………………………………… 24 
2.2.4.1 Propiedades en solución………………………………………………….…… 24 
2.2.4.2 Propiedades en gel……………………………………………………………….. 26 
2.2.5 Aplicaciones………………………………………………………………………………………… 27 
 
CAPITULO 3. ESTUDIOS PREVIOS 
3.1 Películas de carragenina………………………………………………………………………………….. 31 
3.2 Películas de quitosano……………………………………………………………………………………… 31 
3.3 Películas de mezclas quitosano/carragenina…………………………………………………… 35 
3.4 Conclusiones……………………………………………………………………………………………………..37 
 
Índice 
 
CAPITULO 4. DESARROLLO EXPERIMENTAL 
4.1 Diagrama General……………………………………………………………………………………………. 38 
4.2 Materiales…………………………………………………………………………………………………………. 39 
4.3 Metodología………………………………………………………………………………………………………. 39 
4.3.1 Procedimiento de elaboración de películas……………………………………….. 40 
4.3.2 Procedimiento de evaluación de las películas…………………………………… 41 
4.3.3 Propiedades Mecánicas………………………………………………………………………. 42 
4.3.3.1 Fuerza de fractura en la punción…………………………………………. 43 
4.3.3.2 Fuerza de fractura en la extensión………………………………………. 43 
4.3.4 Propiedades de barrera……………………………………………………………………… 44 
4.3.4.1 Permeabilidad al vapor de agua…………………………………………… 44 
4.3.4.2 Permeabilidad al oxígeno……………………………………………………… 46 
4.4 Análisis Estadístico…………………………………………………………………………………………… 47 
 
CAPITULO 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
5.1 Características cualitativas………………………………………………………………………………. 48 
5.2 Propiedades mecánicas……………………………………………………………………………………. 52 
5.2.1 Fuerza de fractura en la punción……………………………………………………….. 53 
5.2.2 Fuerza de fractura en la extensión……………………………………………………. 57 
5.3 Propiedades de barrera……………………………………………………………………………………. 64 
5.3.1 Permeabilidad al vapor de agua………………………………………………………… 64 
5.3.2 Permeabilidad al oxígeno…………………………………………………………………… 71 
 
CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………. 78 
 
REFERENCIAS…………………………………………………………………………………………………………… 79 
 
APÉNDICE A Cálculos estequiométricos ……………………………………………………………….. 86 
APÉNDICE B Tratamiento de datos………………………………………………………………………… 87 
APÉNDICE C Películas de las formulaciones evaluadas………………………………………… 90 
APÉNDICE D Análisis estadístico……………………………………………………………………………. 92 
APÉNDICE E Propiedades de barrera de películas sintéticas y naturales……………. 94 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen 
RESUMEN 
 
Una forma innovadora de minimizar el impacto ambiental que generan los envases sintéticos 
utilizados en la industria de alimentos consiste en el desarrollo de películas y recubrimientos 
comestibles y/o biodegradables, los cuales no sólo representan un beneficio para el medio 
ambiente sino también en la mejora económica de los materiales de empaque. Los objetivos 
propuestos en el presente trabajo fueron el desarrollar películas de quitosano, κ-carragenina y 
de mezclas quitosano/κ-carragenina (películas compuestas) utilizando glicerol como plastificante, 
así como caracterizar sus propiedades mecánicas y de barrera. Las películas se elaboraron a 
partir de dispersiones de cada biopolímero seguidas de un moldeado y evaporación del solvente 
a 40 ºC durante 24 horas. Las películas tanto de quitosano como de κ-carragenina se 
presentaron homogéneas, flexibles y fácilmente manipulables, observándose una ligera 
tonalidad amarilla en las de quitosano mientras que las de κ-carragenina fueron transparentes. 
Para el caso de las películas compuestas éstas presentaron una superficie rugosa, así como con 
el aumento de la proporción de quitosano en las mezclas se observó a simple vista un 
incremento en la tonalidad amarilla de las películas. Las propiedades mecánicas se analizaron en 
una máquina de pruebas mecánicas mediante ensayos de fuerza de fractura en la punción y en 
la extensión. Las propiedades de barrera se determinaron mediante la evaluación de la 
permeabilidad de las películas al vapor de agua y al oxígeno, para el caso de la permeabilidad al 
vapor de agua ésta se calculó mediante el método modificado de Gennadios et al. (1994) y el 
método ASTM E96-00 (2003); en el caso de la permeabilidad al oxígeno fue determinada 
mediante el método ASTM D1434-82(2003). La flexibilidad y la permeabilidad al vapor de agua 
(WVP) y al oxigeno de las películas de quitosano, κ-carragenina y compuestas aumentaron con 
el incremento de la concentración de glicerol, en el caso del esfuerzo de fractura en la punción y 
en la extensión éstos disminuyeron como efecto del plastificante. Las películas de mezclas κ-
carragenina/quitosano presentaron propiedades mecánicas y de barrera intermedias, sin 
observarse algún efecto sinérgico en las propiedades evaluadas. Las mejores propiedades 
mecánicas y de barrera encontradas entre las diez formulaciones estudiadas fueron las de 
películas a base de κ-carragenina con 5% de glicerol, las cuales presentaron la menor 
permeabilidad tanto al vapor de agua como al oxígeno y las propiedades mecánicas más altas, 
teniendo estas películas similar permeabilidad al oxígeno pero inferiores en las otras tres 
propiedades a las reportadas para polímeros sintéticos como el polietileno de alta (HDPL) y el de 
baja densidad (LDPL). Las películas que presentaron buenas propiedades fueron las de 
quitosano disperso en acético al 2% con 5% de glicerol y las películas a base de mezclas κ-
carragenina/quitosano con una relación de mezcla 87:13 y glicerol al 5%. 
1 
 Neevia docConverter 5.1
Introducción 
INTRODUCCION 
 
La mayoría de los materiales de empaque para alimentos es elaborada a partir de plásticos de 
origen sintético, muchos de los cuales no son reciclables o biodegradables, por lo cual el uso 
incrementado de este tipo de materiales se ha convertido en una gran problemática para el 
medio ambiente debido a que en los últimos años se ha generado su acumulación masiva en el 
planeta. Por tal situación en la actualidad se ha observado un creciente interés en la búsqueda y 
desarrollo de películas y recubrimientos comestibles con buenas propiedades funcionales de 
empaque y constituidos por materiales biodegradables, siendo éstas una alternativa viable e 
innovadora para incrementar la conservación y protección de los alimentos sustituyendo parcial 
o totalmente el uso de materiales sintéticos y reducir el impacto en la contaminación ambiental 
que éstos han producido. 
 
Para la formación de tales películas y recubrimientos se necesita de un componente capaz de 
constituir una matriz estructural con suficiente cohesión (proteínas, polisacáridos y lípidos), en 
muchos de los casos éstas se han elaborado a partir de materiales abundantes en la naturaleza 
e incluso de algunos que actualmente se consideran subproductos descartables de la industria 
de alimentos, lo cual ofrece la oportunidad de también disminuir estos desperdicios 
convirtiéndolos en materia prima (Krochta & De Mulder-Johnston, 1997; Sothornvit et al. 2003). 
Entre los biopolímeros más utilizados para desarrollar películas y recubrimientos comestibles se 
encuentran los polisacáridos, entre ellos el quitosano y la carragenina, los cuales son utilizados 
en el presente trabajo. 
 
El quitosano es el único polisacárido natural que contiene grupos catiónicos, es generalmente 
obtenido por desacetilación alcalina (sustitución de grupos acetamida por grupos amino) de la 
quitina, la cual es el segundo polímero más abundante en la naturaleza después de la celulosa y 
se encuentra principalmente en el exoesqueleto de crustáceos, insectos, así como también en 
las paredes celulares de varios hongos, levaduras y algas. Debido a las propiedades 
fisicoquímicas de este polímero, presenta una amplia aplicación en diferentes campos como 
medicina, farmacia, alimentación y agricultura, para el caso de películas comestibles se ha 
2 
 Neevia docConverter 5.1
Introducción 
investigado debido a que este polisacárido representa una gran fuente biodegradable, no toxica, 
renovable y natural. 
 
La carragenina en su caso se puede definir como un grupo complejo de polisacáridos sulfatados 
(grupos aniónicos) extraídos de distintas especies de algas rojas de la clase rodofícea (géneros 
Chondrus, Gigartina, Hypnea y Euchema). Las fracciones más importantes de carragenina hansido denominadas como κ, ι y λ-carragenina, y difieren entre sí en el número y posición de los 
grupos éster sulfato, así como en la presencia o ausencia de moléculas 3,6-anhidro-D-galactosa. 
Tanto κ como ι-carragenina son importantes polisacáridos gelificantes, sin embargo en el caso 
de λ-carragenina ésta no gelifica, pero presenta propiedades espesantes. Entre las aplicaciones 
más importantes de la carragenina se encuentran el uso como agente espesante o emulsificante 
(Nickerson & Paulson, 2005; Shumilina & Shchipunov, 2002). 
 
En este trabajo se elaboraron películas de quitosano (polisacárido catiónico), κ-carragenina 
(polisacárido aniónico) y mezclas de ambos, con el objetivo de estudiar y comparar sus 
propiedades funcionales de empaque (de barrera y mecánicas) y determinar si existe un efecto 
sinérgico debido a la interacción entre los polímeros esperando mejoras en las propiedades de 
las películas a base de mezclas en relación con las elaboradas con los polímeros por separado, 
así como también conocer de qué forma influye en tales propiedades el adicionar un agente 
plastificante como glicerol. A la vez se buscó de forma general encontrar las formulaciones de 
las películas que presenten las mejores propiedades mecánicas y de barrera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 Neevia docConverter 5.1
Objetivos e Hipótesis 
OBJETIVOS 
 
» Objetivo General 
Evaluar las propiedades mecánicas y de barrera de películas elaboradas con quitosano, κ-
carragenina y sus mezclas para conocer su potencial aplicación como recubrimientos en 
alimentos. 
 
» Objetivos Específicos 
Analizar los cambios en las propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de agua 
y al oxigeno de películas de quitosano, κ-carragenina y sus mezclas como resultado de la 
adición de glicerol como plastificante. 
• 
• 
• 
• 
 
Conocer la permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno de películas de quitosano, κ-
carragenina y sus mezclas para evaluar y comparar sus propiedades de barrera. 
 
Conocer la resistencia a la punción y a la extensión de películas de quitosano, κ-
carragenina y sus mezclas para evaluar y comparar sus propiedades mecánicas. 
 
Determinar la concentración de hidrocoloides y de plastificante en las películas que 
produzca mayor resistencia mecánica y menor permeabilidad al vapor de agua y al 
oxígeno. 
 
 
HIPÓTESIS 
 
Las películas formadas a partir de mezclas quitosano y κ-carragenina presentarán un efecto 
sinérgico debido a la interacción iónica entre los polímeros, observándose mejoras en las 
propiedades mecánicas y de barrera con respecto a las elaboradas con los polímeros por 
separado. 
 
 
 
 
 
5 
 Neevia docConverter 5.1
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
5 
 
CAPITULO 1 
PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES 
 
1.1 Definiciones 
Una película comestible es definida como una o varias capas delgadas y continuas 
constituidas de materiales que pueden ser ingeridos por los seres vivos, las cuales 
actúan como barrera a la transferencia de masa y proveen un medio para acarrear 
aditivos. Éstas son elaboradas a partir de sustancias poliméricas naturales que se 
pueden consumir sin ningún riesgo y que en ocasiones pueden llegar a aportar 
algunos nutrientes (Becerra-Sen, 2001; Díaz-Mora, 2003; Guilbert et al. 1995; 
Guzmán-Venegas, 2003; Tawill-Bouchez, 2003; Yu-Hernández, 2004). Los 
recubrimientos comestibles son una capa delgada de un material no tóxico y 
fácilmente ingerible que se forma directamente sobre un alimento, estos materiales 
son aplicados en su forma liquida sobre el alimento por inmersión, aspersión o 
goteo, mientras que las películas son estructuras preformadas y colocadas 
posteriormente en el alimento o entre los componentes del alimento (McHugh & 
Senesi, 2000). Para el caso de las películas biodegradables, éstas son elaboradas a 
partir de sustancias de origen natural que pueden llegar a transformarse (Figura 1) 
en compuestos de menor complejidad (CO2, H2O y sales minerales), mediante una 
despolimerización o un proceso de degradación (Tharanathan, 2003). 
 
Figura 1. Ciclo del carbono de polímeros biodegradables (Tharanathan, 2003) 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
6 
 
1.2 Generalidades de películas y recubrimientos comestibles 
La aplicación intensiva de materiales sintéticos (plásticos no biodegradables) como 
constituyentes de empaques de alimentos, ha producido a nivel mundial un 
problema serio tras la acumulación de residuos sólidos, buscando reducir el impacto 
en la contaminación ambiental que esto genera. Una alternativa viable que ha 
presentado un creciente interés para la industria de alimentos consiste en el 
desarrollo de materiales con propiedades funcionales de empaque elaborados a 
partir de compuestos comestibles, reciclables y/o biodegradables. Entre dichos 
materiales se encuentran los denominados como películas o recubrimientos 
comestibles los cuales permiten minimizar el impacto ambiental, así como resultan 
ser una opción innovadora que puede ofrecer varias ventajas en la protección y 
conservación de alimentos (Krochta & De Mulder-Johnston, 1997; Yang & Paulson, 
2000a). La elaboración de películas comestibles no sólo ofrece la oportunidad de 
disminuir la contaminación generada por los envases sintéticos, sino también la de 
convertir subproductos descartables de algún proceso tecnológico de la industria de 
alimentos en una materia prima para la elaboración de dichas películas (Becerra-
Sen, 2001). Investigadores como Kester & Fennema (1986) han establecido que el 
desarrollo de películas comestibles y/o biodegradables, inicialmente no está 
diseñado con el propósito de reemplazar completamente a los materiales de 
empaque sintéticos, sino buscando una acción conjunta con la finalidad de mejorar 
la calidad de los alimentos. 
 
Las películas y recubrimientos comestibles han atraído la atención de numerosos 
investigadores (Biquet & Labuza, 1988; Guilbert et al. 1995; Kester & Fennema, 
1986) lo que ha llevado a que hoy en día exista una gran diversidad de trabajos 
sobre el desarrollo, tecnología de elaboración, formulación, caracterización y de sus 
posibles aplicaciones. Para que las películas comestibles puedan ser aplicadas como 
empaques en alimentos deben cumplir algunos requisitos que se resumen en el 
Cuadro 1. De forma general las sustancias que se utilicen para la formación de las 
películas deben ser insípidas, o tener el menor sabor como sea posible, si presentan 
un sabor particular éste debe ser compatible con el alimento (Biquet & Labuza, 
1988; McHugh & Krochta, 1994). 
 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
7 
 
Cuadro 1. Requisitos y ventajas de las películas comestibles (Guilbert et al. 1995) 
Ventajas Condiciones Requeridas 
- Consumo directo con el producto 
- Materiales poco costosos 
- Posibilidad de embalaje individual de 
pequeños trozos 
- Posibilidad de empleo en el interior del 
alimento, por ejemplo, entre distintos 
componentes de un alimento 
heterogéneo o de una mezcla 
- Palatabilidad (solubilidad , 
dispersabilidad en la boca o durante su 
preparación) 
- Propiedades sensoriales compatibles 
con la naturaleza del alimento 
- Buenas propiedades mecánicas y de 
barrera 
- Reducción o supresión del embalaje no 
comestible 
- Disminución de la contaminación 
medioambiental 
- Estabilidad fisicoquímica, bioquímica y 
microbiana suficiente 
- Tecnología simple 
- Ausencia de toxicidad 
- Mejora de las propiedades mecánicas, 
sensoriales, nutricionales y de 
conservación: 
 
retardo de la transferencia de 
agua, gases, grasas y solutos 
 
disminución de las pérdidas de 
substancias volátiles (aromas) 
 
mejora la cohesión, conservación 
de la integridad del alimento; 
manipulación fácil 
 
protección frente a contaminantes 
microbianos u otros, y frente a 
agentes externos (H2O, O2, etc) 
 
agentesde soporte y control de 
la retención de aditivos (aromas, 
colorantes, antioxidantes, 
antimicrobianos) 
- Composición acorde con la 
reglamentación relativa a la aplicación 
alimentaría 
- Termosellable y/o buena adhesión a la 
superficie del alimento 
- Funcional en las condiciones de empleo 
- Sin contaminantes 
 
1.2.1 Propiedades funcionales 
Las propiedades funcionales que ofrecen las películas comestibles dependen de los 
componentes de los cuales estén elaboradas. En el Cuadro 2 se presentan algunas 
de las propiedades funcionales que desempeñan las películas comestibles cuando 
son aplicadas en alimentos (Kester & Fennema, 1986; Soliva-Fortuny & Martin, 
2001; Tharanathan, 2003; Yu-Hernández, 2004). 
 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
8 
 
Cuadro 2. Propiedades funcionales de películas comestibles 
Reducir la pérdida de humedad 
Reducir el transporte de gases (CO2 y O2) 
Reducir la migración de aceites y grasas 
Reducir el transporte de solutos 
Mejorar las propiedades mecánicas y de manejo de los alimentos 
Proveer integridad estructural a los alimentos 
Retener los componentes volátiles 
Contener aditivos 
 
La función más importante es el control del contenido de humedad y de la actividad 
de agua (aw), mediante la reducción del intercambio (pérdida o ganancia) de 
humedad entre el alimento y el medio circundante, evitando grandes cambios los 
cuales pueden afectar el color y textura de los alimentos (Howard & Dewi, 1995). 
En este caso la naturaleza de la película o recubrimiento es de gran importancia ya 
que a una mayor hidrofilidad del material con el que es elaborada la película mayor 
será su permeabilidad al vapor de agua y menor será el control de humedad, por el 
contrario si el material utilizado es mas hidrófobo (de naturaleza lipidica) se 
presentan mejores propiedades de barrera ante la migración de humedad. En 
relación con aw, ésta debe mantenerse a ciertos niveles ya que es un factor critico 
de gran importancia para la seguridad, calidad y vida útil del alimento, debido a 
que durante el almacenamiento reacciones deteriorativas químicas y enzimáticas 
(oxidación de lípidos, obscurecimiento enzimático y reacciones de Maillard) así 
como el crecimiento microbiano proceden a intervalos asociados con aw y el 
contenido de agua en alimentos, así como adicionalmente propiedades como la 
textura dependen en gran parte de aw del alimento (Díaz-Mora, 2003; Yang & 
Paulson, 2000a). Las películas y recubrimientos comestibles también presentan la 
propiedad de inhibir o llegar a evitar la migración de gases (oxígeno, dióxido de 
carbono), aromas, lípidos y otros compuestos volátiles. El control del intercambio 
de gases en alimentos es muy importante, en particular el oxígeno el cual genera la 
oxidación de los alimentos por lo que películas con escasa permeabilidad al oxígeno 
permiten reducir las reacciones de oxidación (Hernández-Quiroz, 2006). También 
han resultado buenos vehículos para transportar e incorporar aditivos como 
antioxidantes, sabores y agentes antimicrobianos. En la actualidad con el desarrollo 
del envasado activo, estas películas han adquirido un nuevo interés ya no sólo 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
9 
 
como vehículo de aditivos sino también de nutrientes, ya que con ellas se ha 
controlado con mayor facilidad la difusión de estos componentes que con las 
películas sintéticas (Fernández, 2000). Finalmente las películas tienen además la 
propiedad de impartir o mejorar la integridad mecánica y facilitar la manipulación 
de los alimentos. 
 
1.2.2 Aplicaciones 
Las películas y recubrimientos comestibles han sido utilizadas desde tiempos 
antiguos, buscando la protección de los alimentos así como la extensión de su vida 
de anaquel. Se tiene reportado que desde el siglo XII China ha realizado una 
práctica habitual que consiste en el uso películas a base de ceras para cubrir 
principalmente a los cítricos y retardar su desecación. En el caso de Europa cerca 
del siglo XVI se inició la práctica de recubrir tanto frutas como piezas de carne con 
parafina u otros materiales grasos previniendo la deshidratación del alimento y el 
intercambio gaseoso. En las últimas décadas el uso de envolturas comestibles ha 
incrementado considerablemente (Kester & Fennema, 1986). 
 
Para determinar la aplicación que se le dará a una determinada película o 
recubrimiento se debe tomar en cuenta tanto sus propiedades de protección, 
sensoriales y funcionales, como su compatibilidad desde el punto de vista sensorial, 
fisicoquímico y de su naturaleza (Biquet & Labuza, 1988). Entre las aplicaciones 
actuales se encuentran: en el envasado de pescados, carnes, pollos, cereales y 
alimentos liofilizados reduciendo la deshidratación superficial con un buen material 
de barrera o utilizando un material hidrofílico altamente húmedo que se deseque 
antes del producto (Díaz-Mora, 2003); en cereales de desayuno se han utilizado 
recubrimientos para cubrir las pasas que se le incorporaran, previniendo la 
migración de humedad de las pasas hacia el cereal seco manteniendo su calidad 
(Krochta & De Mulder-Johnston, 1997); limitando la penetración de aceite de 
alimentos que se fríen mediante un previo recubrimiento con materiales hidrofílicos, 
frenando la incorporación de solutos durante la deshidratación osmótica de frutas, 
en la congelación de piezas cárnicas y en el uso de salmueras en alimentos. En el 
Cuadro 3 se resumen algunas de las aplicaciones más importantes en la industria de 
alimentos. De forma especifica en frutas y hortalizas las películas y recubrimientos 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
10 
 
se utilizan para reducir la transferencia de humedad y oxígeno, disminuir la 
actividad respiratoria, en aplicación post cosecha incorporando fungicidas y dotando 
a las frutas y vegetales de integridad física para facilitar su posterior manipulación 
(Baldwin & Baker, 2001). 
 
Cuadro 3. Aplicaciones de películas comestibles en alimentos (Guilbert et al. 1995). 
Propósito Aplicaciones 
Proveer protección individual contra 
humedad y oxígeno 
Pescado fresco, quesos, carne y 
derivados, alimentos secos y de 
humedad intermedia, botanas 
Retardar el crecimiento microbiano 
externo 
Alimentos de humead intermedia 
Controlar el balance de humedad 
dentro de un alimento que va a ser 
procesado o heterogéneo 
Pays, pizzas, pasteles, sándwiches, 
alimentos congelados 
Mejorar las propiedades mecánicas 
de un alimento que va a ser 
procesado 
Cacahuates, camarones, jaiba, 
botanas 
Mejorar la integridad estructural 
para reforzar la estructura del 
alimento 
Carne reestructurada, alimentos 
liofilizados, pescado 
Restringir la migración de humedad Alimentos batidos, horneados y 
congelados, frutas 
Mejorar la apariencia del alimento 
añadiendo brillo 
Productos de confitería, nueces, frutas 
de humedad intermedia, botana, 
productos de panificación 
Impartir o mejorar color, sabor y 
palatabilidad 
Alimentos diversos 
Contener porciones para disolver 
después y proteger las piezas que 
estarán dentro de tazas o bolsas 
Nutrientes, aditivos, enzimas, sopas 
deshidratadas, te o café instantáneo, 
sazonadores y edulcorantes. 
 
1.3 Materiales empleados para la formulación de películas y recubrimientos 
comestibles 
Según el tipo de componente que constituya las películas y recubrimientos 
comestibles serán las propiedades que presenten. Tales componentes se pueden 
dividir en tres categorías: hidrocoloides (proteínas y polisacáridos), lípidos y a partir 
de mezclas también llamadas películas de componentes compuestos (McHugh & 
Krochta, 1994). De forma general las películas que son elaboradas a partir de 
hidrocoloides presentan buenas propiedades de barrera a gases y lípidos, 
observándose más permeables al dióxido de carbono que al oxígeno, pero no es el 
Capitulo 1. Películasy Recubrimientos Comestibles 
11 
 
caso cuando se habla del vapor de agua frente al cual presentan poca resistencia 
debido a su naturaleza hidrofílica (Fernández, 2000). En relación con sus 
propiedades mecánicas la mayoría de las películas a base de proteínas y 
polisacáridos presentan propiedades mecánicas deseables. Por el contrario la 
mayoría de las películas elaboradas a base de materiales de naturaleza lipidica 
presentan propiedades mecánicas pobres pero buenas propiedades de barrera al 
vapor de agua. Algunos de los polímeros que se utilizan en la actualidad para 
elaborar películas y recubrimientos comestibles se mencionan en el Cuadro 4. 
 
Los polisacáridos tienen buenas propiedades como filmógenos, las cuales se busca 
aprovechar para la elaboración de películas comestibles, los más empleados son 
polímeros de cadena larga que producen un fuerte incremento en la viscosidad 
(Poovaiah, 1986; Soliva-Fortuny & Martin, 2001; Wong et al. 1994). En el caso de 
las proteínas éstas tienen buenas propiedades formadoras de películas, las cuales la 
mayoría de los casos presentan una permeabilidad al vapor de agua pobre, sin 
embargo tal permeabilidad es mayor en relación con la otorgada por películas a 
base de polisacáridos. Las proteínas utilizadas tradicionalmente son el colágeno y la 
gelatina, pero hoy en día existen numerosos trabajos de películas a partir de una 
gran variedad de proteínas tanto de origen animal como vegetal ya que éstas 
pueden obtenerse con una relativa facilidad (Krochta & De Mulder-Johnston, 1997; 
Park et al. 1994; Tanaka et al. 2001) y también a que gran parte de ellas confieren 
además un valor agregado, por ejemplo las proteínas lácteas (caseína y proteínas 
de suero) forman películas con buenas propiedades mecánicas y a la vez confieren 
un excelente valor nutricional (McHugh & Krochta, 1994). También se han 
investigado nuevas opciones para mejorar o eliminar las desventajas de las 
películas a base de proteínas, se ha estudiado mejorar las propiedades de barrera 
utilizando agentes desnaturalizantes, formadores de puentes o curtidores (Kester & 
Fennema, 1986). Otra desventaja es que las proteínas son sensibles a cambios de 
pH el cual influye en su solubilidad y por lo tanto en las propiedades finales de las 
películas, formándose películas con mejores propiedades sensoriales y visuales en 
condiciones ácidas (pH 2-4) que en condiciones alcalinas (pH 9-13) (Baldwin & 
Baker, 2001; Gontard et al. 1996). Para el caso de lípidos éstos otorgan a las 
películas propiedades de barrera excelentes principalmente al vapor de agua debido 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
12 
 
a su naturaleza hidrofóbica, baja polaridad y capacidad de formar una red molecular 
densa y ordenada, sin embargo carecen de integridad y estabilidad estructural 
(Baldwin et al. 1997; Guzmán-Venegas, 2003). La permeabilidad al vapor de agua 
de películas de lípidos incrementa con el aumento de la polaridad, ramificación e 
instauración. La eficacia como barrera a la humedad de los lípidos que se ha 
reportado es (Hagenmaier & Shaw, 1990): 
 
Ceras > grasas sólidas > lecitina, acetogliceridos > aceites líquidos 
 
Además pueden cumplir otras funciones como otorgar brillo, soporte de aditivos 
liposolubles, protección a la oxidación y al crecimiento de microorganismo (Avena-
Bustillos & Krochta, 1993; Becerra-Sen, 2001; Tawill-Bouchez, 2003). 
 
Cuadro 4. Polímeros más utilizados en la elaboración de películas. 
POLISACARIDOS PROTEINAS LIPIDOS 
Almidón 
 - amilosa 
 - amilopectina 
 - almidón 
 Hidroxipropilado 
Colágeno 
Gelatina 
Zeína 
Gluten 
Soya 
Acetogliceridos 
Ácidos grasos y sus 
ésteres 
 - saturados 
 - monoinsaturados 
Alginato 
Gelana 
Xantana 
Tragacanto 
Quitosano 
Garrofin 
Proteínas de leche 
 - caseína 
 - proteínas del suero 
Gliadinas 
Seroalbumina 
Albúmina de huevo 
Ceras 
 - parafina 
 - cera de abeja 
 - cera de carnauba 
 - cera de candelilla 
 Resinas 
Carragenina Lactoalbumina Aceites vegetales 
Pectina Lecitina 
Celulosa 
 - CMC 
 - HPMC 
 - HPC 
 - MC 
 
Assis & Pessoa, 2004; Guilbert et al. 1995; Howard & Dewi, 1995; Wong et al. 
1994; Krochta & De Mulder-Johnston, 1997; Nussinovitch & Hershko, 1996; 
Tharanathan, 2003. 
 
Como se mencionó anteriormente las películas a base de hidrocoloides son malas 
barreras al vapor de agua, en comparación con las propiedades de barrera que 
otorgan las películas de naturaleza lipidica. Sin embargo los hidrocoloides presentan 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
13 
 
mejores propiedades mecánicas que los lípidos, tales ventajas y desventajas de 
cada uno de estos polímeros (hidrocoloides y lípidos) han llevado a la formulación 
de películas compuestas, las cuales se definen como un sistema multicomponente 
que consta de dos o más componentes que se combinan con el propósito de 
mejorar, complementar y aumentar sus propiedades funcionales disminuyendo las 
desventajas que presenta cada componente por separado. El uso de este tipo de 
películas es una solución viable para aprovechar las ventajas de cada biopolímero y 
poder llegar a obtener películas cada vez más eficientes (Fernández, 2000). Se han 
propuesto mezclas de hidrocoloides, sin embargo la mayoría de las investigaciones 
asocian un compuesto lipidico y un hidrocoloide como matriz estructural (Avena-
Bustillos & Krochta, 1993; Avena-Bustillos et al. 1994 y 1997), tales mezclas se 
forman mediante emulsión de uno de los componentes o mediante un recubrimiento 
multicapa, las emulsiones favorecen estructuras más fuertes y pueden aplicarse con 
mayor facilidad que las multicapa, pero en el caso de los recubrimientos multicapa 
éstos presentan una menor permeabilidad observándose mejores propiedades de 
barrera que los de emulsión (Baldwin et al, 1997; Martin-Belloso et al. 2005). Otra 
opción para la formulación de películas compuestas es a base de purés de fruta, los 
cuales son constituidos principalmente por sustancias pécticas y celulósicas, así 
como por algunos mono y oligosacaridos. McHugh et al. (1996) desarrollaron los 
primeros recubrimientos a partir de puré de manzana, posteriormente McHugh & 
Senesi (2000) incorporaron a la formulación de dichos recubrimientos lípidos para 
reducir la pérdida de agua. 
 
1.4 Aditivos 
El uso de aditivos en las películas comestibles tiene dos propósitos: impartir 
diferentes propiedades a las películas (mecánicas, nutricionales, sensoriales) y por 
otro lado que las películas sirvan como vehículos de aditivos que llevan a cabo una 
función específica como algunos conservadores los cuales son liberados de forma 
controlada de la película hacia el alimento que cubren (Cherry, 1999; Hernández-
Quiroz, 2006; McHugh & Senesi, 2000). 
 
 
 
Capitulo 1. Películas y Recubrimientos Comestibles 
14 
 
1.4.1 Plastificantes 
Los plastificantes pueden definirse como compuestos de baja volatilidad que pueden 
ser añadidos a las películas y recubrimientos con la finalidad de modificar algunas 
de sus propiedades mecánicas y de permeabilidad. Reducen la fragilidad, imparten 
flexibilidad e incrementan la dureza y resistencia al corte de la película, ya que 
estos compuestos disminuyen las fuerzas intramoleculares de las cadenas 
adyacentes del polímero produciendo un decremento en las fuerzas de cohesión, 
tensión, temperatura de transición vítrea y de las propiedades de barrera a gases, 
solutos y vapor de agua. La influencia del plastificante depende de su concentración, 
estructura química, grado de dispersión en la película y del grado de interacción con 
el polímero (Baldwin et al. 1997; Gontard et al. 1993; Hagenmaier & Shaw, 1990; 
Kester & Fennema, 1986). Los plastificantes utilizados deben de ser compatibles con 
el polímero, de solubilidad similar al solvente utilizado y estable en el sistemapolímero-disolvente, entre otras propiedades también se deben tomar en cuenta su 
estabilidad química, higroscopicidad, color y sabor (Guzmán-Venegas, 2003). 
Existen dos tipos de efecto plastificante: la plastificación interna debida a la 
modificación de la estructura química del polímero y la plastificación externa por 
adición de un agente que modifica la organización en la estructura tridimensional 
del polímero, el segundo tipo es el que se emplea en el caso de películas y 
recubrimientos comestibles. Entre los plastificantes más usados en la industria de 
alimentos son (Yu-Hernández, 2004; Howard & Dewi, 1995; McHugh & Senesi, 2000; 
Rakotonirainy et al, 2001): 
 
 Mono, di y oligosacaridos (glucosa, jarabes de fructosa o glucosa, miel) 
 Polioles (sorbitol, glicerol, polietilenglicol y los derivados del glicerol) 
 Lípidos y derivados (ácidos grasos, monoacilgliceroles, derivados éster, 
fosfolípidos, aceites, acetogliceridos, lecitina, ceras) 
 
 
 
 
 
 
 
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
15 
 
CAPITULO 2 
QUITOSANO Y CARRAGENINA 
 
2.1 QUITOSANO 
2.1.1 Definición 
El termino quitosano se refiere al único polímero natural con carácter policatiónico, 
obtenido principalmente de la desacetilación parcial de la quitina y se encuentra 
presente de forma natural en algunas algas, hongos y levaduras (Becerra-Sen, 2001; 
Rosca et al. 2005). 
 
2.1.2 Aspectos generales 
El quitosano es un polisacárido cuya estructura es menos acetilada que la quitina 
(Tawill-Bouchez, 2003). Aunque se presenta de forma natural en ciertos hongos su 
contenido es en bajas concentraciones, por lo tanto su producción está basada 
principalmente en el procesado de su precursor, la quitina, la cual se encuentra 
extensamente distribuida en la naturaleza (Martin, 2002). La quitina fue encontrada 
por primera vez en hongos superiores en 1811 por el profesor francés Henri 
Braconnot, quien le asignó el nombre de fungina. No fue hasta 1823 cuando Odier 
le dio el nombre de quitina, tras aislar una fracción similar de exoesqueletos de 
insectos como escarabajos. Ya en 1859 Rouget observó que tratando quitina con 
hidróxido de sodio concentrado obtenía un nuevo producto al que denominó quitina 
modificada y que era soluble en ácidos orgánicos, pero no es hasta 1894 cuando 
Hoppe-Seyler sometió la quitina a reflujo a 180 ºC en hidróxido de potasio y 
observó que el producto que se forma era bastante soluble en ácido y lo denominó 
quitosano (Martin, 2002; Neto et al. 2005, Sandford et al. 1989). Hoy en día tanto 
la quitina como el quitosano son ampliamente estudiados debido a que son fuentes 
renovables, poseen interesantes propiedades fisicoquímicas y presentan una gran 
variedad de formas de uso (Sandford et al, 1989). 
 
La quitina (del griego tunic, envoltura) es uno de los polisacáridos más abundantes 
sobre la tierra, se encuentra en una gran variedad de animales marinos, insectos, 
algas, hongos y levaduras. Forma parte principalmente de la pared celular de los 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
16 
 
hongos, levaduras y algas (verdes, cafés, rojas), del exoesqueleto de crustáceos e 
insectos; se ha encontrado en los caparazones y cáscaras de crustáceos como 
camarones, jaibas, cangrejos, almejas, ostras, calamares y langostas, así como en 
las alas de algunos insectos (González et al. 2001; Barrientos-Ramírez, 1999; Díaz-
Mora, 2003; Guzmán-Venegas, 2003; Robyt, 1998). La cantidad de quitina presente 
varia de forma considerable con el organismo, el órgano quitinoso o estructura, 
encontrándose desde trazas hasta un 80% de la fracción orgánica. La función 
principal de la quitina en dichos organismos es actuar como material estructural y 
de defensa, mejorando la rigidez mecánica para el mantenimiento de la morfología 
(Martin, 2002). La fuente potencial de este polisacárido es a partir de crustáceos 
debido principalmente por su abundancia como residuos de la industria pesquera y 
en menor proporción es obtenida de la industria de la fermentación basada en 
hongos, ambas fuentes permiten un soporte barato para utilizar este polisacárido en 
aplicaciones a gran escala (Kennedy, 1988). Aproximadamente un 75% del peso 
vivo de los crustáceos es desechado, y entre un 20-58% peso seco de estos 
desechos es quitina. En la actualidad se ha llegado a observar que la industria 
pesquera a nivel mundial genera una gran cantidad de subproductos de contenido 
quitinoso, los cuales podrían ascender a más de 1, 000, 000 de toneladas. Este gran 
volumen de desechos ha incrementado el interés de investigadores los cuales 
buscan la eliminación del problema ambiental generado por esta industria mediante 
la explotación económicamente beneficiosa de estos desechos, con la búsqueda de 
posibles usos así como la transformación de la quitina en productos de mayor valor 
y aplicabilidad como el quitosano, permitiendo de esta forma disminuir o llegar a 
eliminar la contaminación ambiental generada por residuos marinos. 
 
La celulosa es el polisacárido más abundante sólo en términos de ocurrencia 
estática, siendo la quitina mayor en términos de metabolismo dinámico, ya que este 
polisacárido excede la regeneración anual de la celulosa, que es de 1.3 x 109 
toneladas por año mientras que la síntesis de quitina a partir de crustáceos se ha 
estimado a 2.3 x 109 toneladas por año, algunos autores han llegado a citar una 
producción de quitina de 1011 toneladas por año (Martin, 2002). A pesar de tal 
abundancia la aplicación de este polisacárido biotecnológicamente, así como a nivel 
industrial se dificulta debido a su baja solubilidad en agua, por lo cual se ha 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
17 
 
investigado y optado por la búsqueda de derivados, siendo el más importante el 
quitosano (forma desacetilada de la quitina) el cual es soluble en agua por lo que ha 
presentado numerosas aplicaciones. Se ha reportado su uso en una gran gama de 
productos de cuidado personal y de la salud, así como en la industria de alimentos y 
farmacéutica (Lárez, 2003; 2006). Actualmente tanto la quitina como el quitosano 
son producidos a gran escala en países como India, Japón, Polonia, Noruega y 
Australia, sin embargo aun en muchos países como México y Chile que tienen este 
tipo de recursos no se han empezado a explotar (Becerra-Sen, 2001). 
 
2.1.3 Estructura 
El quitosano considerado una amina primaria, es un polímero lineal constituido 
mayoritariamente por unidades repetidas de D-glucosamina (2-amino-2-deoxi-D-
glucopiranosa) y una baja cantidad de residuos N-acetilglucosamina (2-acetamido-
2-deoxi-D-glucopiranosa) unidos por enlaces glucosidicos β(1,4), la estructura del 
quitosano se puede observar en la Figura 2 (Assis & Pessoa, 2004; Berth & 
Dautzenberg, 2002; Robyt, 1998; Sashiwa & Shigemasa, 1999; Tawill-Bouchez, 
2003). 
 
Figura 2. Estructura química del quitosano 
 
2.1.4 Propiedades 
El quitosano es diferente a la quitina ya que contiene una mayor proporción de 
grupos de D-glucosamina con respecto a N-acetil-D-glucosamina, por lo cual tiene 
una mayor cantidad de grupos amino libres que causan que sea fácilmente disuelto 
en soluciones de bajo pH (Rwei et al, 2005; Sashiwa & Shigemasa, 1999). La 
presencia de grupos amino a lo largo de la cadena de quitosano permite la 
disolución de esta macromolécula en disoluciones de ácidos diluidos, por medio de 
la protonación de esos grupos, mediante el siguiente equilibrio: 
 NH2 + HA  NH3
+ + A- 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
18 
 
La densidad de carga del quitosano depende del grado de acetilación que presente 
la cadena, a bajo grado de acetilación significa un polion altamente cargado en 
solución ácida, una desacetilación completa difícilmente se alcanza, sin embargo en 
algunos estudios se ha reportadoque la solubilidad del quitosano en ácidos diluidos 
se logra a partir de un grado de desacetilacion de 60% (Berth & Dautzenberg, 
2002). El quitosano es un polímero catiónico dependiente del pH, cuando el valor 
del pH de la solución de quitosano es mayor a su pKa=6.5 es insoluble, mientras 
que a menor pH el quitosano es una macromolécula cargada positivamente y 
soluble en agua, es considerado como ácido débil. El quitosano se disuelve a bajas 
concentraciones de ácidos orgánicos acuosos, por ejemplo ácido acético, láctico, 
fórmico y también en ácidos inorgánicos (clorhídrico, bromhídrico, yodhídrico, nítrico 
y perclórico diluidos), dando en todos los casos soluciones altamente viscosas. El 
grado de solubilidad depende de la concentración y del tipo de ácido. Este polímero 
es insoluble en ácido sulfúrico diluido y presenta una solubilidad limitada en ácido 
fosfórico. La viscosidad de soluciones de quitosano es grandemente afectada por el 
grado de acetilación y el peso molecular, este polisacárido produce en general 
soluciones altamente viscosas (Kennedy, 1988, Sandford et al. 1989). 
 
Propiedades funcionales 
Entre las propiedades funcionales que presenta el quitosano se encuentran baja 
toxicidad, biodegradable, biocompatible, actividad terapéutica, hemostático, 
hipocolesterémico, bacteriostático, propiedades antitumorales, formación de 
películas, adsorción de metales, capacidad de gelificación, interacción con péptidos 
o proteínas (Neto et al. 2005; Rosca et al. 2005). A la vez este polisacárido es un 
excelente floculante (adhiriéndose por su carga negativa) y quelante de iones como 
Fe+3, Cu+2, de metales tóxicos como Cd, Hg, Pb y Ni. 
 
2.1.5 Aplicaciones 
Debido a las propiedades fisicoquímicas y funcionales que presenta, así como al ser 
el único polielectrolito catiónico natural, el interés que se tiene hacia el quitosano va 
en aumento. Este es particularmente enfocado a la gran variedad de aplicaciones y 
formas de uso que puede tener, las cuales han llegado a abarcar varios campos, 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
19 
 
entre ellos: tratamiento de aguas, medicina, biotecnología, cosméticos y productos 
de cuidado personal, industria papelera y textil (Cuadro 5). 
 
Aplicaciones en la industria de alimentos 
El quitosano hoy en día en la industria de alimentos tiene varias aplicaciones ya sea 
como aditivo en varios productos debido a las propiedades que presenta como 
espesante, emulsificante y gelificante, así como mejorador de textura ya que fija 
agua y grasa. Este también es utilizado como un estabilizante del color, como 
antioxidante debido a su habilidad de quelar iones metálicos involucrados en la 
catálisis de reacciones oxidativas, así como agente coadyuvante para extender la 
vida de anaquel de encurtidos (Kennedy, 1988; Martin, 2002). En bebidas este 
polímero es aplicado como un agente floculante de taninos y proteínas, 
principalmente en la clarificación de vinos y zumos, a la vez retarda el 
obscurecimiento enzimático de jugos y se emplea como conservante (Berth & 
Dautzenberg, 2002). Durante la elaboración del vinagre previene la precipitación, 
en el caso de galletas y pan evita la disminución del volumen de la masa y es 
utilizado como aditivo en alimentos para animales. Entre otros usos se encuentran 
como liberador de ingredientes funcionales, desacidificador del extracto de café, 
coagulante de suero de quesería, regulador de la formación de cristales de hielo en 
alimentos congelados, adicionado como fibra dietética y como agente purificador de 
azúcar. Tanto la quitina como el quitosano tienen la capacidad de formar películas 
biodegradables las cuales han sido extensamente estudiadas y se han llegado a 
considerar una opción innovadora para la aplicación de éstas en envases de 
alimentos ya que presentan buenas propiedades mecánicas y de barrera (Chen & 
Hwa, 1996; Díaz-Mora, 2003; Peral y Gartzia, 2002). 
 
Agricultura: Las principales aplicaciones son como sistema liberador de fertilizantes, 
pesticidas y herbicidas; se ha utilizado para recubrir frutas y hortalizas frescas en 
tratamientos postcosecha con el fin de inhibir crecimiento microbiano y obtener una 
mejor conservación, como bioestimulante del crecimiento resultando en un 
incremento en la producción de cosecha, en recubrimientos de semillas, raíces y 
hojas con películas de quitosano para su conservación durante el almacenamiento 
(Hernández-Quiroz, 2006; Martin, 2002). 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
20 
 
Cuadro 5. Áreas de aplicación y formas de uso del quitosano 
Aplicación Ejemplo 
Tratamiento de aguas Remoción de metales, floculante/coagulante, filtración, 
desalinización 
Pulpa y papel Tratamientos de superficie, papel fotográfico, papel 
carbón para copias, aditivo procesador 
Textiles Tratamiento de acabado, fijador de colorantes, filamentos 
para tejidos 
Medicina Vasos sanguíneos artificiales, antiinflamatorios, control del 
colesterol, inhibidor de tumores, propiedad antivirales, 
inhibición de la placa dental, vendas, piel artificial, lentes 
de contacto, liberación de fármacos, implantes de huesos, 
acelera la cicatrización de heridas, estimula el sistema 
inmune, inhibe el crecimiento bacteriano. 
Cosméticos Maquillaje, esmalte para uñas, humectantes, fijador, 
shampoo, lociones, crema para manos, pasta dental 
Biotecnología Inmovilización de enzimas, recuperación de células, 
inmovilización de células 
Cromatografía Soporte de intercambio catiónico 
Agente antimicrobiano Bactericida, fungicida, aditivo de insecticidas 
Agricultura Revestimiento de semillas y de hojas, fertilizantes 
hidropónicos, liberación controlada de agroquímicos 
Alimentos Remoción de la turbidez de líquidos, preservativo , 
estabilizador de color, productos para perder peso, 
empaques biodegradables, clarificación de vinos y jugos 
cubiertas protectoras de frutas, clarificación y 
desacidificación de bebidas de fruta, agente de control de 
textura, agente emulsificante y estabilizador de color 
Calidad Nutricional Fibra dietética, agente antigastritis 
Productos de 
Separación 
Separación quiral de fármacos, bioseparación, 
preevaporación 
 
 
 
 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
21 
 
2.2 CARRAGENINA 
2.2.1 Definición 
La carragenina se puede definir como un término genérico establecido para una 
familia de polisacáridos lineales galactano sulfatados, extraídos de ciertas especies 
de algas marinas de la clase Rhodophyceae. 
 
2.2.2 Aspectos generales 
Las algas son un grupo fundamentalmente de organismos marinos que crecen a lo 
largo de las costas, se encuentran presentes en forma adherida a las rocas y se 
clasifican con base en el pigmento que contienen mayoritariamente encontrándose 
algas verdes (Clorofíceas), pardas (Feofíceas) y rojas (Rodofíceas). Gran parte de 
los polisacáridos sulfatados provienen de las algas marinas rojas donde cumplen la 
función biológica de ser parte integral de la estructura rígida de sus paredes 
celulares, las cuales están conformadas principalmente de polisacáridos como 
celulosa, agar, furcelarano y carragenina, pudiendo éstos llegar a constituir entre un 
30 y 70% del peso seco de la pared celular dependiendo del género, factores 
ambientales y condiciones de crecimiento. En relación con dichos polisacáridos la 
celulosa (polisacárido no sulfatado) es encontrada como componente minoritario, 
variando entre 1 y 8%, como componente mayoritario se presenta de forma 
predominante alguno de los polisacáridos sulfatados (agar, furcelarano o 
carragenina) en función del género y la especie del alga (Hernández-Hernández, 
1999; Badui, 1994). Por ejemplo, en el género Chondrus el principal polisacárido 
sulfatado es la carragenina y en el caso del género Furcellaria el predominante es 
furcelarano. Más específicamente la función de la carrageninaes otorgarle a las 
algas una estructura flexible y gelatinosa la cual es requerida para que estos 
organismos tengan libertad de movimiento y puedan soportar las variaciones de 
tensiones generadas por el movimiento de la marea. Las carrageninas se 
distribuyen de diversas maneras en la estructura de las algas diferenciándose de 
especie a especie, localizándose en algunas especies en la matriz intercelular, en 
otras en las membranas celulares o en algunos casos en ambas. 
 
La carragenina es un polisacárido complejo que presenta varias fracciones 
(,,,,, las cuales difieren entre sí en el grado de sulfatación y la presencia o 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
22 
 
ausencia de un anillo anhidro (Figura 5). Estas fracciones son extraídas en diferente 
proporción de varias algas marinas pertenecientes principalmente a las familias 
Gigartinaceae, Hypneaceae y Solieriacea, encontrándose como forma predominante 
la producción de carragenina a través de la especie Chondrus crispus también 
llamado Musgo Irlandés y en menor proporción en la actualidad se extrae a partir de 
numerosas especies de los géneros Iridaea, Gigartina, Hypnea y Eucheuma. Las 
algas marinas rojas son cultivadas principalmente en las costas de Norte América, 
Corea, Japón, Francia, Filipinas, Indonesia, Chile y España (Badui, 1994; Flores-
Serralde, 2006; Robyt, 1998; Rochas et al. 1989). Diferentes especies de algas 
marinas rojas aun pertenecientes al mismo género producen carrageninas con 
diferentes proporciones de las fracciones antes mencionadas, otros factores como 
condiciones ambientales, la zona donde fueron cultivadas, el proceso de extracción, 
así como el que la mayoría de las preparaciones comerciales consisten de mezclas 
de varias fracciones, influyen en la composición final de la carragenina, resultando 
en una gran variedad de propiedades fisicoquímicas y funcionales que se pueden 
obtener a partir de este polisacárido. Rochas et al. (1989) describen que además 
pueden existir algunas estructuras hibridas en dichas mezclas con las cuales se 
puede explicar una mayor heterogeneicidad de los extractos, por ejemplo las 
estructuras hibridas que se pueden presentar entre mezclas de las fracciones  y  
carragenina, se pueden observar en la Figura 3. 
 
Figura 3. (a) Estructura hibrida de secuencias cortas de iota carragenina 
encontradas de forma aleatoria en cadenas de kappa. (b) Estructura hibrida de 
secuencias largas de iota carragenina localizadas en cadenas de kappa. (c) Mezcla 
de cadenas puras de kappa y cadenas puras de iota (Rochas et al. 1989). 
 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
23 
 
2.2.3 Estructura 
Las carrageninas son polisacáridos lineales de galactanas sulfatadas del tipo (AB)n, 
cuya estructura base es una secuencia repetitiva de un disacárido, Carrabiosa 
(Figura 4), el cual está conformado por residuos de D-galactopiranosilo unidos 
alternadamente por enlaces glucosidicos  (13) y  (14) (Kara et al., 2006; Van 
de Velde & De Ruiter, 2002). 
 
Figura 4. Carrabiosa: unidad básica de las fracciones de carragenina (Stanley, 1990) 
 
Las fracciones de carragenina se diferencian entre ellas por la presencia o ausencia 
de moléculas 3,6-anhidro-D-galactosa, así como por la posición y cantidad de los 
carbonos sustituidos por grupos éster sulfato en la molécula de D-galactosa, dichas 
fracciones pueden llegar a presentar un contenido de grupos éster sulfato entre 15 
y 40% dotando al polisacárido de una carga neta negativa por lo cual se le 
considera como un polielectrolito. Las fracciones que hasta la fecha se han 
identificado son tradicionalmente identificadas por un prefijo griego, denominadas 
como kappa (), iota (), lambda (), mu (), nu (), theta () y xi ()-carrageninas. 
De la cuales las fracciones de mayor importancia comercial son -, - y -carragenina, 
siendo menos comunes y encontradas de forma minoritaria -, -, -, -carragenina 
(Badui, 1994; Stanley, 1990; Guzmán-Manjarrez, 2001). Las estructuras de cada 
fracción se muestran más detalladamente en la Figura 5. 
 
-Carragenina 
La -carragenina es una galactana no ramificada, conformada por residuos lineales 
alternados de (13)--D-galactopiranosa-4-sulfato y (14)-3,6-anhidro--D-
galactopiranosa y puede llegar a presentar pequeñas proporciones de (14)-D-
galactopiranosa-6-sulfato. La -carragenina de grado alimenticio puede llegar a 
contener un máximo de 34% de residuos 3,6-anhidro--D-galactopiranosa y 
aproximadamente 25% de grupos éster sulfato en peso (Kennedy, 1988). 
 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
24 
 
 
Figura 5. Representación esquemática de las diferentes unidades repetitivas de las 
fracciones de carragenina. (Stanley, 1990; Flores-Serralde, 2006) 
 
2.2.4 Propiedades 
Las diferencias estructurales entre las fracciones de carragenina, factores 
ambientales y variaciones en la fuente y en los métodos de extracción, permiten 
obtener una gran diversidad de propiedades fisicoquímicas y funcionales a partir de 
este polisacárido (Badui, 1994; Rangel-Álvarez, 2000). 
 
2.2.4.1 Propiedades en solución 
De forma general las carrageninas son solubles en agua e insolubles en solventes 
orgánicos, tales propiedades de solubilidad son influenciadas por varios factores, 
como son: tipo de carragenina, temperatura, pH, presencia de contra iones u otros 
solutos, a la vez son afectadas por la forma de sal que presentan los grupos éster 
sulfato. Con respecto al tipo de carragenina la presencia de un anillo anhidro en la 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
25 
 
molécula le da cierta hidrofobicidad haciéndola menos soluble, mientras que la 
presencia de grupos éster sulfato e hidroxilo en la estructura le da a las moléculas 
un mayor carácter hidrofílico haciéndolas más solubles, así de esta forma en el caso 
de -carragenina es la fracción menos soluble ya que contiene en su estructura 
unidades 3,6-anhidro y una menor cantidad de grupos hidrofílicos (un grupo éster 
sulfato). Las carrageninas comerciales son disponibles como sus sales de calcio, 
sodio o potasio, debido a que presentan una mayor estabilidad, en relación con la 
forma de sal que presentan los grupos éster sulfato de las carrageninas la 
solubilidad es influenciada de la siguiente forma: las sales de sodio son 
generalmente más solubles mientras que las formas de potasio y calcio se disuelven 
con mayor dificultad. Las sales de sodio de  carragenina son solubles en agua 
fría, mientras que sus sales de otros cationes tales como calcio y potasio no se 
disuelven completamente pero llegan a exhibir cierto grado de hidratación, para que 
se disuelvan en su totalidad estas sales requieren de un ligero calentamiento a 
temperaturas mayores de 75 ºC. La solubilidad también es afectada por la 
presencia de otros solutos, debido principalmente a la competencia que se establece 
por el agua disponible, así como por la alteración del estado de hidratación de la 
carragenina, la solubilidad de la fracción  es la más sensible a la presencia de otros 
solutos (Guzmán-Manjarrez, 2001; Stanley, 1990; Van de Velde & De Ruiter, 2002). 
 
La viscosidad al igual que la solubilidad es altamente dependiente de factores como 
el tipo de carragenina, peso molecular, concentración, pH, presencia de otros 
solutos y de la temperatura. La viscosidad de las soluciones de carragenina presenta 
un comportamiento típico de polímeros lineales que contienen grupos cargados, es 
decir el aumento de forma exponencial de la viscosidad con el incremento del peso 
molecular y la concentración del polisacárido. La temperatura influye inversamente 
es decir la viscosidad disminuye exponencialmente a medida que incrementa la 
temperatura. El efecto de la presencia de ciertos cationes en la viscosidad de 
soluciones de este polímero,se debe a una reducción de la repulsión electrostática 
entre los grupos sulfato lo que genera una disminución en la viscosidad, un 
aumento muy grande en la concentración de dichos cationes puede llevar a 
favorecer la formación de un gel (Kennedy, 1988; Stanley, 1990; Van de Velde & 
De Ruiter, 2002). 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
26 
 
2.2.4.2 Propiedades en gel 
Una de las principales características de la carragenina es su capacidad de 
gelificación, por lo cual las diferentes fracciones de este polímero se clasifican con 
base en esta propiedad de acuerdo con su capacidad o incapacidad para formar 
geles. Las fracciones , ,  y -carragenina, así como sus híbridos se encuentran 
dentro de las gelificantes, por otro lado las fracciones ,  y -carragenina 
pertenecen al grupo de las no gelificantes. Las carrageninas gelificantes requieren 
inicialmente un calentamiento para llevarlas a solución y posteriormente al enfriar 
las soluciones se forme el gel. Las características que presente el gel así como su 
calidad dependen de el tipo de carragenina, concentración del polímero, cantidad y 
tipo de cationes gelificantes (Cuadro 6), tamaño del catión y presencia de solutos en 
el sistema (Badui, 1994). Con base en el tipo de carragenina el menor contenido de 
grupos éster sulfato en la carragenina es lo que genera los geles más rígidos, 
menos elásticos, frágiles y que se requiera menor concentración de polímero para la 
formación del gel, carrageninas con una mayor presencia de grupos 3, 6-anhidro 
generan geles mas rígidos (Kara et al. 2006). 
 
La fracción -carragenina forma geles fuertes, termorreversibles, rígidos, frágiles, 
inestables a congelación-descongelación, quebradizos después de su enfriamiento, 
presentan histéresis, su temperatura de fusión es superior a la de formación del gel 
y son susceptibles a presentar elevada sinéresis (Guzmán-Manjarrez, 2001). La 
gelificación de -carragenina es promovida por cationes, la naturaleza de éstos 
determina las propiedades del gel como su fuerza, encontrando geles rígidos que 
son formados por cationes como K+, Ca2+, NH4
+, Rb+ y Cs+, mientras que los geles 
débiles son formados utilizando Na+ y Li+ los cuales no son cationes gelificantes muy 
efectivos debido a que presentan un diámetro iónico grande. -carragenina forma el 
gel más fuerte con el ion K+, estos geles son puros, claros y elásticos, la fuerza de 
dichos geles aumenta a medida que la concentración de K+ incrementa (Flores-
Serralde, 2006; Robyt, 1998). 
 
 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
27 
 
Cuadro 6. Resumen de propiedades en solución de ,  y-carragenina y en su 
forma de gel de  y-carragenina. 
Propiedad   
Solubilidad 
Agua caliente Soluble a más 
de 70 ºC 
Soluble a más de 
70ºC 
Soluble 
Agua fría Soluble sal de 
Na, insoluble 
sales de K y Ca 
Soluble sal de 
Na, Sales de Ca 
san soluciones 
tixotrópicas 
Soluble en 
todas las sales 
Leche caliente Soluble Soluble Soluble 
Leche fría Insoluble, pero 
se hincha 
marcadamente 
insolubles Soluble 
Soluciones de azúcar 
concentradas 
Soluble en 
caliente 
No fácilmente 
solubles 
Soluble en 
caliente 
Soluciones de sal 
concentradas 
Insolubles Soluble en 
caliente 
Soluble en 
caliente 
Viscosidad en solución Baja Media ----- 
Gelificación 
Efecto de cationes Gel más fuerte 
con iones K 
Gel más fuerte 
con iones Ca 
No gelifica 
Tipo de gel Fuerte y frágil 
con sinéresis 
Elástico y 
cohesivo sin 
sinéresis 
No gelifica 
Estabilidad 
congelación/descongelación 
No estable Si estable No 
Estabilidad pH 
Neutro y alcalino 
 
Estable 
 
Estable 
 
Estable 
Ácido (< 4) Hidrólisis en 
solución. Estable 
en gel 
Hidrólisis en 
solución 
Estable en gel 
Hidrólisis en 
solución 
 
2.2.5 Aplicaciones 
Las carrageninas tienen un amplio campo de aplicaciones no sólo en la industria de 
alimentos, sino también en la industria farmacéutica, agricultura, cosméticos y 
aplicaciones industriales como la explotación minera. Debido a la gran variedad de 
propiedades que se pueden obtener a partir de este polímero su aplicación es muy 
versátil, se emplean comúnmente como gelificantes, para incrementar la viscosidad, 
como estabilizantes y espesantes (Rochas et al. 1989). El 80% de la producción 
total de carragenina se utiliza en preparaciones de alimentos e industrias 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
28 
 
relacionadas con alimentos, del 20% restante una gran proporción es utilizado en 
aplicaciones farmacéuticas y cosméticos. 
 
Aplicaciones en la industria de alimentos 
La carragenina se utiliza en alimentos como agente gelificante, espesante y 
estabilizante, proporciona atributos organolépticos como suavidad, cuerpo, carácter 
cremoso, palatabilidad y una mejor apariencia. Debido a la alta capacidad de las 
carrageninas de interaccionar con las proteínas de la leche, permite que se empleen 
en distintos productos lácteos, tales como postres congelados, queso cottage, 
crema, leche de chocolate, yogurt, helados y en productos instantáneos. En varios 
estudios se ha visto que -carragenina estabiliza las caseínas  y  lo que evita la 
precipitación por presencia de iones calcio, esta interacción entre carragenina y 
caseína es dependiente del pH. La carragenina se utiliza para estabilizar leches 
maternizadas, el suero de helados, la grasa en leche evaporada y otros productos 
lácteos. En la leche evaporada previene la separación de grasa y proteína, también 
se utiliza para estabilizar yogurt al cual se le añade fruta. En el caso de helados y 
sorbetes no se utiliza como estabilizante primario ya que incrementa la viscosidad 
de la mezcla, por lo general se utiliza como primario goma guar o CMC, sin 
embargo éstos tienden a causar separación del suero en la mezcla de helado, por lo 
cual se utiliza un estabilizante secundario que es -carragenina que previene de 
forma efectiva el desuerado durante el almacenamiento de la mezcla no congelada 
y bajo condiciones congelación/descongelación. Este polímero también reduce la 
cristalización de la lactosa y por su naturaleza hidrofílica retiene humedad 
manteniendo la calidad en varios postres (Flores-Serralde, 2006). En el caso de 
quesos la carragenina se utiliza en combinación con otras gomas para prevenir la 
separación de grasa y suero, así como para mejorar la producción y en imitaciones 
de queso este polímero duplica las propiedades de textura a un menor costo. 
 
Aparte de aplicaciones en leche, la carragenina se utiliza en agua principalmente en 
postres de agua que no requieren refrigeración (Stanley, 1990). Se adiciona como 
mezcla seca en productos que son reconstituidos por el consumidor o formuladas 
para preparaciones en agua caliente o fría. También en algunos productos cárnicos 
se adiciona buscando texturas y propiedades reológicas adecuadas y como 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
29 
 
recubrimiento en pescado congelado para protegerlo de quemaduras por la 
congelación o desintegración mecánica durante su manejo. Otras aplicaciones más 
recientes de las carrageninas en alimentos son en estabilización de otras proteínas 
como la de soya y las del cacahuate, también con base en su capacidad de 
interaccionar con proteínas se utilizan en la clarificación de bebidas como cerveza y 
algunos vinos. Se ha utilizado para sustituir el almidón en alimentos dietéticos ya 
que la carragenina no es metabolizable (Badui, 1994). La -carragenina y mezclas 
con -carragenina se han utilizado en combinación con goma guar en alimentos para 
mascotas, para proporcionar textura en condimentos, pizzas, salsas y jaleas. En un 
caso especial -carragenina al no formar geles se utiliza con la finalidad de 
aumentar la viscosidad de jarabes, miel y algunos aderezos (Stanley,1990; Van de 
Velde & De Ruiter, 2002). En el Cuadro 7 se presentan de forma resumida las 
aplicaciones más importantes de carragenina en la industria de alimentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 2. Quitosano y Carragenina 
30 
 
Cuadro 7. Aplicaciones típicas de carragenina en alimentos 
(Stanley, 1990, Van de Velde, 2002) 
Uso Tipo de 
Carragenina 
Función Nivel de 
uso (%) 
Postres de agua gelificados  +  Gelificación 0.6-0.9 
Geles con pocas calorías  +  Gelificación 0.5-1.0 
Flanes cocinados  ,  +  Gelificación 0.2-0.3 
Natillas preparadas frías  ,  Espesante, gelificación 0.2-0.3 
Desayunos instantáneos  Suspensión, cuerpo 0.1-0.2 
Leche de chocolate ,  Suspensión, sensación de 
boca 
0.01-0.03 
Leche desnatada ,  Emulsificante 0.05 
Leche batida ,  Estabilización de la 
emulsión 
0.01-0.05 
Helado + GG, XG Prevención del suero, 
estabilización de emulsión, 
control de fusión 
0.01-0.02 
Crema batida  Estabiliza aire incorporado 0.5-0.15 
Leche de soya  +  Suspensión, sensación en 
la boca 
0.02-0.04 
Queso procesado  Mejora el rebanado, 
control de fusión 
0.05-3 
Carnes conservadas y 
procesadas 
 Retención de humedad y 
propiedades de rebanado 
0.6 
Preparaciones de ensalada  Estabilización de hierbas 
en suspensión 
0.3 
Salsas  Cuerpo 0.2-0.5 
Pays rellenos  Reduce almidón 0.1-0.2 
Jarabes ,  Suspensión y cuerpo 0.3-0.5 
Clarificación de vinos y cerveza  Complejación de proteínas -------- 
Gomas del vino  Crear estructura -------- 
Alimentos para mascotas  estabilización de grasa, 
espesante, suspensión y 
gelificación 
0.5-0.1 
Geles de pescado  Gelificación 0.5-0.1 
Polvos de bebidas de frutas y 
concentrados congelados 


Cuerpo 
Reducción de pulpa 
0.1-0.2 
0.1-0.2 
Leche de imitación  Cuerpo, estabilización de 
grasa 
0.5 
Yogurt  Cuerpo, Suspensión de 
frutas 
0.2-0.5 
Cremas para café  estabilización de emulsión 0.1-0.2 
GG= goma guar, XG= Goma Xantana 
 
 
 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 3. Estudios Previos 
31 
 
CAPITULO 3 
ESTUDIOS PREVIOS 
3.1 Películas de carragenina 
En la literatura se tiene reportada una basta cantidad de investigaciones sobre la 
carragenina, la mayoría dirigidas a sus principales aplicaciones en la industria de 
alimentos como espesante y gelificante. En relación con su uso en películas 
comestibles existen pocos trabajos reportados y en ellos se ha estudiado la 
efectividad de las películas de carragenina para retardar la pérdida de humedad de 
los alimentos, como portadoras de agentes antimicrobianos y como barrera al 
oxígeno. Martín-Belloso et al. (2005) citan algunas investigaciones sobre películas 
elaboradas a base de carragenina: Bryan (1972) utilizó películas de carragenina 
para la conservación de mitades de pomelo y de uvas, debido a su propiedad de 
actuar como barrera a la humedad buscando reducir la deshidratación, así como 
conservar sus propiedades sensoriales intactas. Lee et al. (2003) consiguieron 
disminuir la velocidad de respiración de rodajas de manzana y mejorar el efecto 
antioxidante de distintos agentes contenidos en la matriz de la película comestible 
elaborada con 0.5% de carragenina. Otros estudios son citados por Krochta & De 
Mulder-Johston (1997) en este caso sobre el uso de la carragenina como 
recubrimiento: Pearce & Lavers (1949) observaron la efectividad de recubrimientos 
de carragenina como barrera al oxígeno en piezas de ave de corral. Guiseley et al. 
(1980) buscaron la extensión de la vida de anaquel en piezas de ave de corral 
almacenadas en frio, así como la protección al intercambio de humedad y a la 
desintegración mecánica en pescado congelado. A la vez Kester & Fennema (1986) 
han citado investigaciones realizadas por Torres et al. (1985) con recubrimientos a 
base de -carragenina. 
 
3.2 Películas de quitosano 
Las películas a base de quitosano han tenido un creciente interés debido a las 
propiedades funcionales que presenta este polímero, lo que ha llevado a que hoy en 
día exista un gran número de investigaciones en las que se estudian variaciones en 
la formulación de películas y recubrimientos, métodos de preparación, adición de 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 3. Estudios Previos 
32 
 
plastificantes u otros aditivos, propiedades mecánicas y de barrera, efecto en la vida 
de anaquel de productos frescos y su efectividad como agente antimicrobiano. 
 
Wiles et al. (2000), evaluaron el coeficiente de transmisión de vapor de agua (WVTR) 
y la absorción de humedad de películas de quitosano a una temperatura de 25 ºC 
sobre un intervalo de condiciones de humedad relativa (HR). Elaboraron las 
películas a partir de quitosano con tres diferentes grados de desacetilacion (91.7, 84 
y 73%), tales películas fueron evaluadas a diferencias de humedad relativa de la 
prueba entre valores de 0, 11, 23, 33, 43, 53, 69, 75 y 84 %. Se encontró que el 
grado de desacetilacion del quitosano no presenta un efecto significativo en el WVTR 
de las películas, así como a medida que se incrementa la humedad relativa el WVTR 
aumenta, teniendo valores de entre 6.7 a 1146 g/m2d sobre la gama de 11 a 84% 
HR, respectivamente. En relación con la absorción de humedad se observó la misma 
tendencia; el contenido de agua en las películas en el equilibrio se extendió de 3.7 a 
31.8% correspondientes a 11 y 84% de HR. 
 
Assis & Pessoa (2004) buscaron establecer un procedimiento básico para la 
formación de películas de quitosano y evaluar el efecto de la concentración de este 
polímero (3, 10, 15, 20, 30 y 50 g/L) tanto en la absorción de agua de las películas, 
como en la influencia sobre el efecto antifúngico al utilizarse éstas como capa 
comestible para cubrir cortes de manzana. La concentración de quitosano en la 
dispersión y por lo tanto en la película, refleja directamente su afinidad hacia el 
agua debido a su carácter hidrofílico, ya que a medida que aumentó la 
concentración de quitosano la cantidad de agua ganada aumentó exponencialmente, 
lo que sugiere que es un material pobre para usar como barrera de humedad. En 
relación con la acción protectora de las películas, las que mostraron una menor 
pérdida de peso fueron las obtenidas a partir de la concentración de 20 g de 
quitosano/L; las concentraciones de 30 y 50 g/L no presentaron una mejora 
significativa en la acción protectora con respecto a la de 20 g/L. La actividad 
antifúngica de las películas las determinaron de una forma cualitativa visualmente 
observando el crecimiento espontáneo de hongos en la superficie, comparando 
Neevia docConverter 5.1
Capitulo 3. Estudios Previos 
33 
 
mitades de manzana cubiertas con el quitosano con no cubiertas, la fruta sin 
recubrimiento presentó un mayor crecimiento. 
 
Chen et al. (1994), estudiaron la relación entre la flexibilidad de la cadena de 
moléculas de quitosano y las características físicas finales de las películas (fuerza de 
extensión, índice de hinchazón), para poder manipular las condiciones de formación 
de éstas y adaptar las características finales deseadas. La flexibilidad de la cadena 
la manipularon utilizando quitosano de diferentes grados de desacetilación, pH, 
fuerza iónica y solvente. El índice de hinchazón fue dependiente del pH pero 
disminuyó con el aumento del grado de desacetilación del quitosano, mientras que 
la fuerza de extensión incrementó con el aumento del grado de desacetilación. 
 
Yu-Hernández (2004) evaluó el efecto de mezclas ácido oleico y laurico como 
plastificantes a dos concentraciones (0.3 y 0.6%) en las propiedades físicas (color), 
mecánicas (fuerzas de fractura, elongación) y de transporte (velocidad de 
transferencia de CO2 y permeación al vapor de agua) de películas