Efecto de la incorporación de extracto de tamarindo (Tamarindus indica) con actividad antioxidante en la elaboración y funcionalidad de películas biodegradables proteína-almidón Público Deposited
El objetivo de este trabajo fue elaborar películas biodegradables a partir de mezclas de aislado de proteína de suero de leche (APSL) y almidón nativo de papa (ANP) así como evaluar las propiedades fisicoquímicas, mecánicas y antioxidantes debidas a la incorporación de extractos fenólicos de tamarindo (Tamarindus indica). En la primera etapa se obtuvieron dos harinas, una de semillas (HS) y la otra del recubrimiento de semillas (HRS) del fruto de tamarindo. La extracción de compuestos fenólicos se realizó con etanol o metanol; los extractos obtenidos se dividieron en dos fracciones una de las cuales fue liofilizada y la otra se mantuvo en líquido, generándose cinco extractos (HS: Se2, Sm1 y Em3; HRS: Ee2 y Em1) a los cuales se les determinó la concentración de polifenoles totales (PT), taninos (T) y flavonoides (F); así como la actividad antioxidante (AAn) mediante las pruebas de DPPH y FRAP. El extracto Se2 proveniente de la HS mostró la mayor actividad antioxidante por lo que fue analizado mediante HPLC para determinar el perfil de polifenoles y seleccionado como fuente de compuestos antioxidantes en la elaboración de películas. Para este extracto, el contenido de PT fue 33.40±0.024 mg ácido gálico/100g, T de 34.80±0.025 mg/100g y F de 20.60±0.090 mg catequina/100g; con AAn de 203.28±0.246 equivalentes de Trolox en mg/L de extracto por FRAP y el tiempo necesario para reducir el 50% de la concentración inicial de DPPH fue de 15.5 min. El perfil cromatográfico de polifenoles mostró la presencia de procianidina B2, (+)-catequina y (-)-epicatequina, como principales componentes. En la segunda etapa se plantearon siete soluciones formadoras de película (SFP) variando la proporción porcentual de APSL y ANP [N1 (100:0), N2 (80:20), N3 (60:40), N4 (50:50), N5 (40:60), N6 (20:80) y N7 (0:100) a pH 8.5 y glicerol 3.7 g/100mL], a las cuales se les incorporaron 3 diferentes concentraciones del extracto antioxidante Se2 (0.0010, 0.0020, 0.0025 g de polifenoles/mL de SFP). Todas las SFP, incluidas aquellas sin el extracto de tamarindo tuvieron actividad antiradicalaria sobre DPPH; sin embargo, la formulación N3 en sus tres concentraciones de extracto (N31, N32 y N33) mostró mayor actividad comparada con el resto de SFP (P≤0.05). Las películas se elaboraron por el método de vertido y secado en placas de vidrio, encontrando que aquellas elaboradas con la formulación N5 (40:60 de APSL y ANP) presentaron los menores espesores (0.1163±0.009 mm) y la mayor concentración de proteína soluble (P≤0.05). El menor porcentaje de película solubilizada (%PS) se presentó en las formulaciones con bajas concentraciones de antioxidantes como la N2 (21.13±2.22 a 21.26±2.82%), en tanto que el mayor %PS observado fue para las películas N6 (28.73±1.68 a 34.57±3.83%). En cuanto a la AAn en la solución después de solubilizar la película se encontró que los tratamientos de la formulación N6 (N61, N62 y N63) mantuvieron una mayor AAn (P≤0.05). Finalmente, a las películas se les determinó las siguientes propiedades mecánicas: resistencia a la tensión (δ), % de elongación (ε), módulo de Young (E) y la relación δłε. Se observaron diferencias significativas entre las formulaciones (P≤0.05). Se ha reportado que a valores bajos de δ y E combinados con altos valores de ε representan películas fáciles de estirar pero difíciles de romper, las cuales se consideran como ideales por su parecido con el comportamiento mecánico de matrices de materiales sintéticos. Las únicas películas con este comportamiento fueron aquellas de la combinación 40:60 de APSL-ANP (N51, N52 y N53) con los siguientes resultados, respectivamente: δ (3.131±0.628, 3.933±0.114 y 3.922±0.157 N/m2 ), ε (42.632±0.482, 38.467±0.482 y 26.329±7.019%), E (0.346±0.034, 0.503±0.074 y 0.519±0.012 N/m2 ) y δłε (8.987±0.901, 7.921±1.102 y 7.564±0.474). La extracción de polifenoles a partir de desechos de la industria del tamarindo permitió generar una fuente rica en compuestos con actividad antioxidante, los cuales al ser incorporados en matrices de películas de mezclas de APSL-ANP modificaron las propiedades fisicoquímicas y/o mecánicas pero mantuvieron la actividad antioxidante, por lo que puede ser una alternativa en el desarrollo de empaques activos.
The aim of this work was to develop biodegradable films from mixtures of whey protein isolated (WPI) and native potato starch (NPS) as well as evaluate the physicochemical, mechanical and antioxidants due to the incorporation of tamarind (Tamarindus indica) phenolic extracts. In the first stage two flours were obtained, one from the tamarind fruit seed (FS) and another from the seed coating (FSC). The extraction of phenolic compounds was made by ethanol or methanol; obtained extracts were divided into two parts one of which was lyophilized and the other was maintained in liquid, thus generating five extracts (FS: Se2, Sm1 and EM3; FSC: EE2 and EM1), that were determined for concentration of total polyphenols (TP), tannins (T) and flavonoids (F), as well as, they determined antioxidant activity (AnA) using the DPPH and FRAP tests. Se2 extract from the FS showed the highest antioxidant activity, this fraction was analyzed by HPLC to determine the polyphenols profile and selected as a source of antioxidant compounds for the film production stage. The content of TP was 33.40±0.024 mg acid gallic/100g, T of 34.80±0.025 mg/100g and F of 20.60±0.090 mg catechin/100g, with AnA of 203.28±0.246 Trolox equivalents in mg/L extract by FRAP, the time required to reduce 50% if the initial concentration of DPPH was 15.5 min. The chromatographic profile of polyphenols showed the presence of procyanidin B2, (+)-catechin and (-)-epicatechin, as major components. In the second stage, seven film-forming solutions were formulated (FFS) by varying the percentage share of WPI and NPS [N1 (100:0), N2 (80:20), N3 (60:40), N4 (50:50), N5 (40:60), N6 (20:80) and N7 (0:100) at pH 8.5 and 3.7 g glycerol/100ml], FFS were incorporated with three different concentrations (0.0010, 0.0020, 0.0025 g of polyphenols/mL FFS) of Se2 antioxidant extract. All FFS, including those without the tamarind extract showed antiradical activity over DPPH. However, the formulation N3 with three concentrations of extract (N31, N32 and N33) showed greater activity compared with the rest of FFS (P≤0.05). Films were prepared by the method of casting and drying over glasses plates, it was found that those films made with the formulation N5 (40:60 WPI and NPS) had the lowest thicknesses (0.1163±0.009 mm) and the highest concentration of soluble protein (P≤0.05). The lowest percentage of solubilized film (%PS) was presented in the formulations with lower concentrations of antioxidants such as N2 (21.13±2.22 to 21.26±2.82%), while the higher %PS was observed for films N6 (28.73±1.68 to 34.57±3.83%). As for the AnA in the solution obtained after a film solubilization was higher for the N6 formulation (N61, N62 and N63; P≤0.05). Finally, films were subjected to texture analysis to evaluated their mechanical properties (strength strain (ở), % elongation (ε), the Young's modulus (E) and the relationship (ởłε). A significant difference between formulations (P≤0.05) was observed. It has been reported that low values of δ and E combined with high values of ε correspond to resistant and easy stretch films, which are considered as ideal for its resemblance to the mechanical behavior synthetic matrix films. Only films containing WPI and NPS in the 40:60 ratio, corresponding the N5 formulation (N51, N52 and N53) showed the above mechanical behavior, with the following results: δ (3.131±0.628, 3.933±0.114 and 3.922±0.157 N/m2 ), δ (42.632±0.482, 38.467±0.482 and 26.329±7.019%), E (0.346±0.034, 0.503±0.074 and 0.519±0.012 N/m2 ) and δłε (8.987±0.901, 7.921±1.102 and 7.564± 0.474). Tamarind waste products may generate a rich source of polyphenolics compounds with antioxidant activity, which can be incorporated into films matrices of WPI and NPS maintaining the antioxidant activity. Therefore, results indicate that the generated extract can be an alternative in the development of active packaging.
Relaciones
| En Conjunto Administrativo: |
|---|
Descripciones
| Nombre del atributo | Valores |
|---|---|
| Creador | |
| Colaboradores | |
| Tema | |
| Editor | |
| Idioma | |
| Identificador | |
| Palabra Clave | |
| Año de publicación |
|
| Tipo de Recurso | |
| Derechos | |
| División académica | |
| Línea académica | |
| Licencia |
