Fabrication and characterization of edible films from acha (Digitalia exilis) and iburu (Digitalia iburua) starches

ABSTRACT

Some properties of biodegradable edible films developed from starches of acha (Digitalia exilis) and iburu (Digitalia iburua), with glycerol as plasticizer, were evaluated and compared. Scanning electron microscope revealed that acha starch film (ASF) had rougher surface with larger size spores. Both films showed similar crystallinity pattern made up of A-type pattern of cereal starch as backbone and process induced V_H-crystals. FTIR spectroscopy revealed the traces of some non-starch components in the films matrices. Both films had near-equal thickness (≈0.02 mm). However, iburu starch film (ISF) exhibited higher density, swelling power, water solubility and mechanical resistant while ASF gave higher water vapor permeability. Both films maintained their integrity during water solubility testing period. ISF had significantly (p < .05) higher transparency (97.08%) while ASF had higher a* (−0.06) and b* (1.81) values. Films from the starches exhibited promising characteristics that could place them as good materials for different packaging requirements.

RESUMEN

El presente estudio se propuso evaluar y comparar algunas propiedades de las películas comestibles biodegradables elaboradas a partir de almidones de acha (Digitalia exilis) e iburu (Digitalia iburua), utilizando glicerol como plastificante. El microscopio electrónico de barrido permitió constatar que la película de almidón de acha (ASF) posee una superficie más rugosa, presentando esporas de mayor tamaño. Ambas películas muestran un patrón de cristalinidad similar, conformado por un patrón de tipo A del almidón de cereal como columna vertebral y por cristales V_H inducidos por el proceso. Mediante la espectroscopia FTIR se comprobó la presencia de algunos componentes no relacionados con el almidón en las matrices de las películas. Ambas películas tienen un grosor casi igual (≈0.02 mm). Sin embargo, la película de almidón iburu (ISF) presenta mayor densidad, poder de hinchamiento, solubilidad en agua y resistencia mecánica, mientras que la ASF posee mayor permeabilidad al vapor de agua. Ambas películas mantuvieron su integridad durante el periodo de pruebas de solubilidad en agua. La ISF mostró una transparencia significativamente mayor (p < .05) (97.08%), mientras que la ASF registró valores más altos de a* (−0.06) y b* (1.81). En conclusión, las películas de los almidones poseen características prometedoras que podrían situarlas como buenos materiales para diferentes requerimientos de envasado.

KEYWORDS:

• Cereal crops
• acha
• starch films
• packaging
• iburu
• optical properties

PALABRAS CLAVE:

• Cultivos de cereales
• acha
• películas de almidón
• envases
• iburu
• propiedades ópticas

Acknowledgments

Authors acknowledge the University of KwaZulu-Natal, South Africa for funding this research. The postdoctoral fellowship award provided for Dr. Buliyaminu Adegbemiro Alimi by the College of Agriculture, Engineering and Sciences, University of KwaZulu-Natal, South Africa is gratefully acknowledged.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

This work was supported by the Inyuvesi Yakwazulu-Natali [None].