Formulación y caracterización de un vaso comestible y biodegradable elaborado con harinas de cáscara de naranja y avena

Abstract

La contaminación por plásticos genera impactos ambientales y en la salud humana significativos, lo que ha impulsado el desarrollo de alternativas sostenibles. En este contexto, la presente investigación tuvo como objetivo formular y caracterizar vasos comestibles y biodegradables elaborados con harina de cáscara de naranja y harina de avena, evaluando su composición proximal, propiedades físicas, mecánicas y estructurales, con el fin de determinar la mejor formulación para su uso como envase alimentario. Se aplicó un Diseño de Mezclas con cinco tratamientos (T1–T5), variando las proporciones de cáscara de naranja y avena (25:5, 20:10, 15:15, 10:20 y 5:25). Se obtuvieron espesores homogéneos de 6.1–6.8 mm en todos los tratamientos, con densidades que disminuyeron de 0.64 a 0.15 g/cm³ al aumentar la avena, evidenciando una estructura más ligera y porosa. La solubilidad se mantuvo entre 22.58–24.78%, y la capacidad de absorción de agua aumentó de 5.13 % a 26.82 % entre 1 y 20 minutos, asociada al carácter hidrofílico de la avena y a la fibra insoluble de la cáscara de naranja. En las propiedades mecánicas, las formulaciones con mayor avena mostraron mayor elongación, mientras que las de mayor cáscara presentaron mayor dureza y resistencia estructural, atribuida a la pectina y celulosa. El análisis FTIR confirmó la formación de una matriz biopolimérica estable. El TGA mostró tres etapas de degradación térmica correspondientes a la pérdida de humedad, descomposición de polisacáridos y formación de residuos carbonosos, con pérdidas totales del 82–83 % y residuos finales del 16.8–18 %, evidenciando su estabilidad térmica y biodegradabilidad. En conjunto, el tratamiento T5 (5 % cáscara de naranja y 25 % avena) validando su potencial como envase comestible y sostenible.