Producción y aplicación de películas de proteína-almidón con actividad antioxidante y antimicrobiana
La demanda creciente de alimentos más nutritivos y de mayor vida de anaquel ha fomentado el desarrollo de nuevos empaques, pero es indispensable que en la fabricación se incluyan materiales biodegradables para reducir la contaminación ambiental. Por lo tanto, el desarrollo de películas y recubrimien...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | México |
| Institución: | Universidad Autónoma Metropolitana |
| Repositorio: | Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:bindani.izt.uam.mx:rx913p93b |
| Acceso en línea: | https://doi.org/10.24275/uami.rx913p93b |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/LEM/Alimentos -- Análisis info:eu-repo/classification/LEM/Alimentos -- Preservación info:eu-repo/classification/LEM/Biotechnology info:eu-repo/classification/LEM/Alimentos -- Almacenamiento info:eu-repo/classification/LEM/Food -- Preservation info:eu-repo/classification/LEM/Food -- Storage info:eu-repo/classification/LEM/Biotecnología info:eu-repo/classification/LEM/Food -- Analysis info:eu-repo/classification/cti/6 |
| Sumario: | La demanda creciente de alimentos más nutritivos y de mayor vida de anaquel ha fomentado el desarrollo de nuevos empaques, pero es indispensable que en la fabricación se incluyan materiales biodegradables para reducir la contaminación ambiental. Por lo tanto, el desarrollo de películas y recubrimientos comestibles para los alimentos requiere de la incorporación de compuestos bioactivos para aumentar su funcionalidad y capacidad protectora. El aislado proteico de suero de leche (WPI) y el almidón nativo de papa (NPS) en combinación generarán películas con propiedades complementarias entre sí. Por otro lado, recursos naturales de bajo costo como los desechos agroindustriales, como las semillas del fruto de tamarindo, ofrecen una alternativa más en la obtención de compuestos bioactivos que pueden ser incorporados a las matrices de películas. En este trabajo se evaluó el uso de un extracto polifenólico de las semillas de tamarindo (TSE) en la formación de películas comestibles a partir del WPI y NPS, por lo que se determinaron los cambios en sus propiedades mecánicas, antioxidantes y antimicrobianas. Así como la estabilidad de sus propiedades en el almacenamiento y su aplicación bajo condiciones de laboratorio en carne de cerdo molida con la adición de 2% de NaCl. Lo anterior se realizó en tres etapas: 1) Optimización de las condiciones de elaboración de la matriz base para las películas de WPI-NPS mediante la metodología de superficies de respuesta, matriz en la que posteriormente se incorporó el TSE. Por lo que se evaluó la variación inducida sobre las propiedades mecánicas, color y antioxidantes durante el almacenamiento de las películas hasta por 35 días. 2) Evaluación de la actividad antimicrobiana de las películas WPI-NPS incorporadas con TSE sobre sepas microbianas de interés en el sector cárnico. La posible sinergia del TSE con otro antimicrobiano como la nisina también fue evaluada. 3) Aplicación de las películas WPI-NPS sobre carne de cerdo molida frente a un factor pro-oxidante como es el cloruro de sodio al 2%. Un sistema de evaluación a partir de cilindros se usó para aplicar las películas y determinar los cambios en el color, estabilidad oxidativa y antioxidante en la carne. Los resultados fueron los siguientes: 1) Para optimizar la producción de películas WPI-NPS se obtuvieron las siguientes condiciones de elaboración a partir de un diseño rotatorio central 2^3: 6.2 g/100 mL de glicerol en la solución formadora de películas (FFS), a pH de 7.9 y temperatura de desnaturalización proteica (PDT) de 76 °C, que predijeron las siguientes propiedades mecánicas: E (Módulo de Young’s) = 0.07 MPa, (Fuerza a la tensión) = 1.94 MPa y %ɛ (Porcentaje de elongación) = 83.6 %, con una deseabilidad máxima del modelo de 0.86. La optimización fue constatada, produciendo películas control (sin la incorporación de TSE) y películas con dos diferentes niveles de TSE adicionado (1.26 y 12.6 mg/100 mL de FFS). Una vez secas las películas, se evaluaron nuevamente sus propiedades, encontrando una mejora (p < 0.0001) en las propiedades mecánicas al incrementar en 8% el %ɛ, y disminuir en 14% y 50% los parámetros de y E, respectivamente. Las películas con TSE tuvieron una coloración rojiza persistente (p < 0.0007) durante el almacenamiento. Respecto a la actividad antioxidante inducida por el TSE, esta aumentó hasta 2.7 veces. Cabe señalar, que el TSE por sí solo, tuvo un contenido de polifenoles (187.0 ± 0.11 mg GAE/g) y actividad antioxidante (62.5 ± 0.04% para DPPH• y 45.6 ± 0.14% para ABTS+•) alta comparada con otras fuentes de antioxidantes. Todas las características de las películas adicionadas con TSE permanecieron estables, aún después de 35 días de almacenamiento. 2) Se determinó la actividad antimicrobiana por la técnica de difusión en pozos. El TSE tuvo actividad (p < 0.04) frente a E. coli, L. innocua y B. thermosphacta, cepas microbianas de relevancia por su relación con la salud del consumidor y resistencia al procesado de los productos cárnicos (temperaturas de refrigeración, sales y largos periodos de almacenamiento). Dicha actividad se redujo durante el proceso de formación de las películas (p < 0.02), específicamente en la FFS y después del secado en la fracción soluble de la película. Sin embargo, en la prueba para encontrar una posible sinergia del TSE con nisina, el resultado fue negativo, posiblemente, la actividad de la bacteriocina se redujo en presencia de los polifenoles del extracto. 3) Previamente se implementó un sistema de cilindros de PVC para colocar las películas u otro recubrimiento sobre el alimento, bajo condiciones de refrigeración (4 °C). Una funda de papel encerado (WPS) se usó como control en la evaluación. La carne de cerdo (animales de una misma genética y alimentación) con composición constante (4% de grasa) con 2% de NaCl añadido como factor pro-oxidante, se usó para evaluar la actividad protectora por el uso de las películas. Cambios en la apariencia y en la estabilidad oxidativa hasta por 14 días de almacenamiento fueron evaluados. Adicionalmente, se generó información de la posible liberación y difusividad del TSE hacia la carne, al analizar la respuesta a nivel superficial (primeros 5 mm de profundidad) e interna (entre 5 y 20 mm de profundidad) en el sistema cilíndrico con carne. Respecto al TSE, resultó ser un compuesto sin difusividad de la película hacia el alimento, actuando principalmente a nivel superficial por contacto induciendo una menor (P < 0.0001) oxidación lipídica y proteica; mientras que al interior de la carne se observó una mayor (P < 0.02) luminosidad y actividad antioxidante. En la comparación de las diferentes películas a los 14 días de almacenamiento, en la carne cubierta con las películas de 12.6 mg de TSE se redujo la luminosidad y los tonos amarillos (p < 0.003), mientras que los tonos rojos fueron constantes (p > 0.5). La actividad antioxidante por FRAP arrojó las mayores diferencias, manteniéndose constante cuando se usaron películas con 1.26 mg de TSE. La oxidación de la fracción proteica y lipídica a los 7 días de almacenamiento fue inversamente proporcional a la concentración de TSE usada en las películas. A los 14 días de almacenamiento, la oxidación en la carne protegida con películas al bajo nivel de TSE fue baja, contrario a lo observado con el nivel alto que incrementó la oxidación al actuar como pro-oxidante. En general, la elaboración de películas comestibles a partir de WPI y NPS incorporadas con un TSE, permitió la generación de películas estables, con propiedades mecánicas optimizadas, y actividad antioxidante y antimicrobiana extra, que lograron reducir los cambios oxidativos a nivel superficial en un alimento susceptible a la oxidación como es la carne, siendo 1.26 mg de TSE la concentración adecuada para aportar una protección extra a la carne de cerdo. |
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