Evaluación de propiedades mecánicas, ópticas, antioxidantes y de barrera de películas comestibles elaboradas con emulsiones dobles W₁/O/W₂ adicionadas con extracto de té verde (Camellia sinensis) Pubblico Deposited
The edible films can extend life and improve food quality by acting as a mechanical protection and a selective barrier to the transmission of gases, fumes, smells, tastes and solutes. Act as a support for carrying active substances such as antibiotics, probiotics, antioxidants, and others. It has been suggested the incorporation of lipid materials to increase hydrophobicity and improve the water vapor permeability of films. The composite films usually consist of proteins, polysaccharides (or a mixture of both) and a lipid bilayer, or multilayer emulsion. Emulsified films have similar properties to the bilayer ones but with the advantage that its preparation is done in one step. The aim of this study was: (a) obtain W1/O/W2 double emulsions by two different protein-polysaccharide complex (isolated whey protein (WPI)-low methoxyl pectin (LMP) and WPI- carboxymethyl cellulose (CMC)) and evaluate their rheological properties (fixed and dynamic), measure the volume of the droplet surface, (b) obtain edible films by pouring the double emulsion in a plate and (c) to study the effect of time storage and the addition of water soluble green tea extract on the properties of the films. Emulsions stabilized by WPI-LMP-complex (ELMP-WPI) and CMC-WPI (ECMC-WPI) were used for the preparation of films which showed a particle size of 2.47μm and 10.68μm respectively. The particle size of double emulsions increased with the addition of green tea extract to be from 7.15 microns to ELMP-WPI-GT and 14.10 microns for ECMC-WP-GT. The viscosity in emulsions ELMP-WPI and ECMC-WPI exhibited flow curves for typical structural materials that are characterized by a Newtonian viscosity at low shear rates, a shear-thinning region in a range of higher shear rate. This kind of viscosity is characteristic of many non-Newtonian fluid, data were fitted well to the modified Carreau model (R2> 0.979). The double emulsion ELMP-WPI showed greater loss modulus (G'') than storage modulus (G ') in the frequency range studied. In addition, ECMC-WPI emulsion exhibited higher values of G' and G'' throughout the entire frequency range. Both modules showed a significant dependence on frequency which increased when this parameter was increased too. This behavior may be due to the difference in droplet size of double emulsions. While the general behavior was more liquid than solid, within a frequency range in which G 'and G'' are superimposed, showing that this behavior is related more to a network embedded in a soft matrix and stiffness in those regions can be produced by chemical or physical cross-linking. LMP-WPI films (PLMP-WPI) or CMC-WPI (PCMC-WPI) were dried at 25 ° C. The microstructure of PLMP- WPI and PCMC-WPI films are, in general, compact structures interrupted by small droplets of emulsion. The films that showed a more open microstructure were PCMC-WPI films that had a larger drop size. The mechanical properties were higher for PLMP-WPI films with a tensile strength of 1.49 MPa and a Young's modulus of 119.74 MPa. The values of water vapor permeability (WVP) of films were not significantly different between PLMP-WPI and P CMC-WPI valued 1.6-1.5 gmm/m2 h kPa, respectively. The films formed with emulsions with added green tea (PLMP-WPI-GT and PCMC-WPI-GT) favored the properties of the films because they showed greater RT and MY than PLMP-WPI and PCMC-WPI. On the other hand, the storage time significantly decreased the mechanical properties of films made with double emulsions, apparently during the storage period of 15 days followed by a dehydration of the films and / or crystallization of plasticizers and surfactants, causing change in mechanical properties, decreasing the flexibility of the film matrix and increasing the water vapor permeability. Films with and without green tea extract showed lower percentages of transparency, but PCMC-WPI films were less transparent with a transparency percentage of 6.81%. Color index (CI) of the PCMC-WPI and PLMP-WPI was within the range of color from dark green to yellowish green, while the color index of the films with green tea extract was found in the CI interval yellowish green. PCMC-WPI and PLMP-WPI films showed no phenolic compounds and antioxidant properties. The highest value of total phenols in edible films was after having been formed (at t = 0), significantly higher phenolic content in the films PLMP-WPI-GT (8.10 mg GA / g of film) that in PCMC-WPI-GT (7.85 mg GA / g of film). The antioxidant properties and the amount of total phenolic compounds of PLMP-WPI-GT were always higher, and the particle size of these emulsions was lower than that of PCMC-WPI-GT which could indicate that the particle size of double emulsions that form the matrix of the film plays an important role in protecting and probably in the release of green tea’s phenolic compounds.
Las películas comestibles pueden extender la vida útil y mejorar la calidad de los alimentos actuando como una protección mecánica y una barrera selectiva a la transmisión de gases, vapores, olores, sabores y solutos. Actúan como soporte de acarreamiento de sustancias activas tales como: antimicrobianos, probióticos, antioxidantes, entre otros. Se ha sugerido la incorporación de materiales lipídicos para aumentar la hidrofobicidad y mejorar la permeabilidad al vapor de agua de las películas. Las películas compuestas son un tipo de películas que generalmente están constituidas por proteínas, polisacáridos (o una mezcla de ambos) y lípidos en la forma de bicapa, multicapa o emulsión. Las películas emulsionadas presentan propiedades similares a las de bicapa pero con la ventaja que su elaboración se lleva a cabo en un solo paso. El objetivo del presente trabajo fue: (a) obtener emulsiones dobles W1/O/W2 por dos diferentes complejos de proteína-polisacárido, (aislado de proteína de suero de leche (WPI)-Pectina de bajo metoxilo (LMP), y WPI- carboximetil celulosa (CMC)) y evaluar sus propiedades reológicas (estacionarias y dinámicas), medir el volumen superficial de tamaño de gota; (b) obtener películas comestibles por el vertido de las emulsiones dobles en placa y (c) estudiar el efecto del tiempo de almacenamiento y de la adición del extracto hidrosoluble de té verde en las propiedades de las películas. Las Emulsiones estabilizadas por los complejos PBM-WPI (EPBM-WPI) y CMC-WPI (ECMC-WPI) usadas para la fabricación de películas presentaron un tamaño de partícula de 2.47μm y 10.68μm, respectivamente. El tamaño de partícula de las emulsiones dobles se incrementó con la adición del extracto de té verde siendo de 7.15 μm para ELMP-WPI-TV y de 14.10 μm para ECMC-WP-TV. La viscosidad en las emulsiones EPBM-WPI y ECMC-WPI exhibieron curvas de flujo correspondientes a materiales estructurados típicos que se caracterizan por presentar una viscosidad newtoniana a bajas tasas de corte, una región reoadelgazante en un intervalo de tasa de corte mayor. Este tipo de viscosidades son características de muchos fluidos no newtonianos Los datos experimentales se ajustaron muy bien al modelo de Carreau modificado (R2>0.979). La emulsión doble ELMP-WPI mostró mayor módulo de perdida (G’’) que de almacenamiento (G’) en el intervalo de frecuencia estudiado. Por otra parte, la emulsión ECMC-WPI exhibió valores más altos de G’’ y G’ a lo largo de todo el intervalo de frecuencia. Ambos módulos mostraron una dependencia significativa a la frecuencia, la cual se incrementó al aumentar dicho parámetro. Este comportamiento puede deberse a la diferencia de tamaño de las gotas de las emulsiones dobles. Mientras que el comportamiento general fue más líquido que sólido, dentro un intervalo de frecuencia en el que G’ y G’’ se superponen, lo que muestra que este comportamiento se relaciona más con una red embebida en una matriz suave y la rigidez en esas regiones se puede producir por entrecruzamiento químico o físico. Las películas PBM-WPI (PPBM-WPI) ó CMC-WPI (PCMC-WPI) fueron secadas y obtenidas a 25°C. La microestructura de las películas PPBM-WPI y PCMC-WPI obtenidas, en general, se trataron de estructuras compactas, interrumpidas por pequeñas gotas de emulsión. Las películas que mostraron una microestructura más abierta fueron las películas PCMC-WPI que tuvieron un tamaño de gota mayor. Las propiedades mecánicas fueron mayores para las películas PPBM-WPI con una resistencia a la tensión de 1.49 MPa y un modulo de Young de 119.74 MPa. Los valores de la permeabilidad al vapor de agua (WVP) de las películas no fueron significativamente diferentes entre PLMP-WPI y PCMC-WPI con valores de 1.6-1.5 gmm/m2 h kPa, respectivamente. Las películas formadas con las emulsiones adicionadas con té verde (PPBM-WPI-TV) (PCMC-WPI-TV) favorecieron las propiedades de las películas debido a que presentaron mayor RT y MY que las PLMP-WPI y PCMC-WPI. Por otro lado, el tiempo de almacenamiento disminuyó significativamente las propiedades mecánicas de las películas elaboradas con emulsiones dobles, al parecer durante el tiempo de almacenamiento de 15 días sucedió una deshidratación de las películas y/o cristalización de los plastificantes y tensoactivos provocando el cambio de las propiedades mecánicas, decreciendo la flexibilidad de la matriz de la película y aumentando la permeabilidad al vapor de agua Las películas con y sin extracto de té verde mostraron porcentajes de transparencia bajos, pero las menos transparentes fueron las películas PCMC-WPI con un porcentaje de transparencia del 6.81%. El índice de color (IC) de las PCMC- WPI y PPBM:WPI se encontró dentro del intervalo de color de verde oscuro a verde amarillento; mientras que el índice de color de las películas con extracto de té verde se encontró en el intervalo de IC verde amarillento. Las películas PCMC-WPI y PLMP-WPI no presentaron en ningún momento compuestos fenólicos ni propiedades antioxidantes. El valor más alto de fenoles totales presentado por las películas comestibles fue después de haber sido formadas (en t=0), siendo significativamente mayor el contenido de fenoles en las películas PLMP- WPI-TV (8.10 mg AG/g de película) que en PCMC-WPI-TV (7.85 mg AG/g de película). Las propiedades antioxidantes y la cantidad de compuestos fenólicos totales de las PLMP-WPI-TV. siempre fueron superiores, y el tamaño de partícula de estas emulsiones siempre fue inferior al de PCMC-WPI-TV lo cual podría indicar que el tamaño de partícula de las emulsiones dobles que forman la matriz de la película juega un papel muy importante en la protección y probablemente en la liberación de los compuestos fenólicos del té verde.
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