Worldwide, there has been a call for the development of specific ingredients that facilitate their use in the design of different food products. Therefore, the implementation of conventional treatments (temperature or ultrasound) to enhance their properties has become one of the novel alternatives. Currently, there is great interest in the study of nutraceutical compound administration and transport systems, including the formulation of emulsions using conjugates as emulsifiers. Therefore, the objective of this study was to establish the conditions for the formation of Maillard conjugates from pumpkin seed protein (PC) and agave inulin (Inu) through the application of a thermal process and an ultrasound process, as well as to characterise their techno-functional properties as emulsifying agents. The Maillard reaction (MR) comprises a complex set of reactions for the formation of so-called Maillard conjugates, which begin with the covalent bond between the amino groups of proteins and the carbonyl compounds of reducing sugars in polysaccharides, and lead to the formation of brown-coloured polymers known as melanoidins. Such conjugates can improve certain techno-functional properties, notably gelling, stabilising and emulsifying properties. RM is achieved through the application of heat and the presence of moisture, therefore, RM was induced in PC-Inu mixtures through a thermal process at two temperature conditions (80 and 90 °C), as well as an ultrasound process at different amplitude percentages (60 and 80%, respectively) in order to generate the conjugates; both processes with an exposure time of 60 min. The formation of conjugates was carried out using three mass ratios (2:1, 1:1 and 1:2), in which the formation of RM was monitored by measuring the concentration of reducing sugars released after the reaction. The results showed that, in both induction processes, the presence of reducing sugars was lower in the 1:1 ratio; therefore, work continued with this ratio for the characterisation of Maillard conjugates. Subsequently, the production of intermediate (Amadori compounds) and final (melanoidins) components of RM in PC-Inu conjugates by spectrophotometry, the browning intensity was measured by colorimetry, and the concentration of melanoidins was quantified using the Lambert-Beer method during the first 5 days after the formation of the conjugates (stored at 4°C). In addition, structural characteristics were evaluated using FTIR and X-ray diffraction, as well as physicochemical properties such as potential, interfacial tension, and rheology. Finally, emulsions were formed with PC-Inu conjugates as the continuous phase and canola oil as the dispersed phase, and the emulsifying capacity and morphology were evaluated. The conjugates showed a substantial increase in the production of intermediate and final RM compounds, as well as a higher browning index over time. Exhibited a melanoidin production of 5.288-5.426 g/L, as well as absolute values of potential higher (-17.5 to - 22.0 mV), due to the effect of the conjugate formation processes and in comparison to the control sample (-12.17 mV). Differentiated behaviours were observed in both structural characteristics and interfacial and rheological properties, due to the type of treatment used for the formation of Maillard conjugates. Finally, PC-Inu conjugates showed high emulsification percentages ranging from 29.17 to 46.67 % with varying droplet sizes (59.26–133.82 μm). Conjugates formed from pumpkin seed protein and inulin using a thermal or ultrasound process to induce MR have interesting functional properties, which allow these conjugates to be used as emulsifying agents and possibly have applications in the food, cosmetics and/or pharmaceutical industries.
A nivel mundial, se ha planteado la necesidad de desarrollar ingredientes específicos que faciliten su uso en el diseño de distintos productos alimenticios. Por lo tanto, la implementación de tratamientos convencionales (temperatura o ultrasonido) para potencializar sus propiedades se ha convertido en una de las alternativas de novedad. Actualmente existe un gran interés por el estudio de los sistemas de administración y transporte de compuestos nutracéuticos; entre ellos, la formulación de emulsiones mediante conjugados como emulsificantes. Por lo que el presente estudio tuvo como objetivo establecer las condiciones de formación de conjugados de Maillard a partir de proteína de semilla de calabaza (PC) e inulina de agave (Inu), mediante la aplicación de un proceso térmico y otro de ultrasonido, así como la caracterización de sus propiedades tecnofuncionales como agentes emulsificantes. La reacción de Maillard (RM) comprende un conjunto complejo de reacciones para la formación de los llamados conjugados de Maillard, que comienzan con la unión covalente entre los grupos amino de las proteínas y los compuestos carbonílicos de los azúcares reductores de los polisacáridos, y conducen a la formación de polímeros que dan color marrón, conocidos como melanoidinas. Dichos conjugados pueden mejorar algunas propiedades tecnofuncionales, entre las que destacan las propiedades gelificantes, estabilizantes y emulsificantes. La RM se logra a partir de la aplicación de calor y la presencia de humedad, por lo tanto, se indujo la RM en mezclas PC-Inu a través de un proceso térmico en dos condiciones de temperatura (80 y 90 °C), así como un proceso de ultrasonido de igual manera a distinto porcentaje de amplitud (60 y 80%, respectivamente) con la finalidad de generar los conjugados; ambos procesos con un tiempo de exposición de 60 min. La formación de los conjugados se llevó a cabo empleando 3 relaciones másicas (2:1, 1:1 y 1:2) en las que se monitoreó la formación de la RM mediante la concentración de azúcares reductores liberados tras la reacción. Los resultados mostraron que, en ambos procesos de inducción, la presencia de azúcares reductores fue menor en la proporción 1:1; por lo tanto, se continuó trabajando con dicha proporción para la caracterización de los conjugados de Maillard. Posteriormente, se analizó la producción de componentes intermediarios (compuestos de Amadori) y finales (melanoidinas) de la RM en conjugados PC-Inu mediante espectrofotometría, se midió la intensidad de pardeamiento mediante colorimetría y se cuantificó la concentración de melanoidinas con el método de Lambert-Beer durante los primeros 5 días posteriores a la formación de los conjugados (almacenados a 4°C). También, se evaluaron las características estructurales mediante FTIR y Difracción por rayos X, así como sus propiedades fisicoquímicas, como el potencial , la tensión interfacial y la reología. Finalmente, se formaron emulsiones con los conjugados PC-Inu como fase continua y aceite de canola como fase dispersa, y se evaluaron la capacidad emulsificante y la morfología. Los conjugados mostraron un incremento sustancial en la producción de compuestos intermedios y finales de la RM, así como un mayor índice de pardeamiento a lo largo del tiempo. Exhibieron una producción de melanoidinas de 5.288-5.426 g/L, así como valores absolutos de potencial superiores (-17.5 a -22.0 mV), por efecto de los procesos de formación de los conjugados y en comparación a la muestra control (-12.17 mV). Se observaron comportamientos diferenciados tanto en las características estructurales como en las propiedades interfaciales y reológicas, debido al tipo de tratamiento empleado para la formación de los conjugados de Maillard. Por último, los conjugados PC-Inu mostraron porcentajes de emulsificación altos de 29.17 a 46.67 % con tamaños de gota diversos (59.26-133.82 μm). Los conjugados formados a partir de proteína de semilla de calabaza e inulina mediante un proceso térmico o de ultrasonido para inducir la RM presentan propiedades funcionales interesantes, los cuales permiten que dichos conjugados puedan ser utilizados como agentes emulsionantes y posiblemente tener aplicaciones en el área de alimentos, cosmética y/o farmacéutica.
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