Cascara de mango en las películas biodegradables

Utilización de extractos de cáscara de mango en las películas biodegradables para envases activos.

El extracto de cáscara de mango (MPE) se incorporó a las películas de gelatina de pescado para determinar sus propiedades físicas, de barrera, mecánicas y antioxidantes para el envasado de alimentos activos. Se prepararon películas con tres concentraciones diferentes de MPE (1–5%) mediante el método de fundición en solución. Las películas incorporadas con MPE mostraron una disminución (P> 0.05) de la permeabilidad al vapor de agua (WVP) y una menor solubilidad de las películas (P≤0.05). El alto nivel de películas MPE también mostró una formación de película más rígida y menos flexible. Las películas de tinte coloreado y una reducción en la transparencia se debieron a los enlaces de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de gelatina de pescado y el contenido fenólico dentro de la matriz de la película. También se observaron mayores actividades de captación de radicales libres para películas con concentraciones más altas de MPE. Este estudio revela los beneficios de los subproductos de mango incorporados en películas a base de gelatina como material potencial para el envasado activo.

1. Introducción

Los antioxidantes sintéticos se utilizan ampliamente en la industria alimentaria para inhibir la oxidación de los productos alimenticios. El hidroxianisol butilado (BHA) y el hidroxitolueno butilado (BHT) son algunos ejemplos de antioxidantes sintéticos comunes utilizados en productos alimenticios. Sin embargo, algunos aditivos artificiales añadidos a los alimentos podrían alterar los sabores de los alimentos y darles un sabor distintivo (Kuorwel, Cran, Sonneveld, Miltz, y Bigger, 2011).

Además, los consumidores hoy en día prefieren un mínimo o ningún aditivo sintético en sus alimentos debido a su preocupación por los efectos adversos sobre la salud humana.

Fuentes naturales como el extracto de té verde (Li, Miao, Wu, Chen y Zheng, 2014; Siripatrawan & Harte, 2010; Wu et al., 2013), extracto de grano de mango (Maryam Adilah y Nur Hanani, 2016), fruta murta Extracto (López de Dicastillo, Bustos, Guarda y Galatto, 2016), extractos de plantas (Bonilla y Sobral, 2016), aceites de cáñamo y salvia (Mihaly Cozmuta et al., 2015), aceite esencial de jengibre (Alexandre, Lourenço, Bittante, Moraes, y Sobral, 2016) y aceites vegetales (Nur Fatin Nazurah & Nur Hanani, 2017) son algunos ejemplos de extractos de plantas y aceites esenciales que se han utilizado en el desarrollo de envases de alimentos debido a sus propiedades antioxidantes.

El desarrollo en el envasado de alimentos con el concepto de incorporar compuestos activos en los materiales de envasado o sus condiciones circundantes que se denominaron "envasado activo" evolucionó progresivamente en la actualidad (Camo, Beltrán y Roncalés, 2008; Realini y Marcos, 2014). Esta innovación ha ganado interés entre los investigadores debido a la demanda de una vida útil prolongada de los alimentos, el mantenimiento de la calidad y la seguridad de los alimentos y la mejora de sus propiedades organolépticas. Además, los envases activos respetuosos con el medio ambiente y los conservantes naturales podrían ser mejores opciones para superar los problemas de salud y ambientales.

La inclusión de compuestos naturales en formulaciones de biopolímeros había sido sugerida para mejorar la funcionalidad del empaque (Valdés, Mellinas, Ramos, Garrigós y Jiménez, 2014). Los componentes naturales recuperados de desechos y subproductos pueden ser fuentes alternativas para la producción de envases de base biológica. Por ejemplo, las cáscaras de mango se consideran subproductos del procesamiento industrial o del consumo de la fruta en sí. Las pieles contribuyen con un 7–24% del peso total de la fruta (Iqbal, Saeed y Zafar, 2009). La utilización de los subproductos del mango ayudará a reducir los desechos y los contaminantes ambientales. Además, las cáscaras de mango son conocidas por su fuente de fibras dietéticas y compuestos de alto valor que benefician a la salud humana, así como a un ingrediente funcional. Las cáscaras de mango contienen compuestos fenólicos más altos y contenido de flavonoides en comparación con las cáscaras de papaya y piña (Ayala Zavala, Rosas-Domínguez, Vega-Vega y González-Aguilar, 2010). Sultana, Hussain, Asif y Munir (2012) también informaron que las cáscaras de mango contenían compuestos bioactivos más altos en comparación con las hojas, el grano y la corteza del tallo de dos variedades diferentes de mangos. Las propiedades antioxidantes y funcionales de las cáscaras de mango son la alta presencia de polifenoles, carotenoides, fitoquímicos, enzimas, vitamina C y vitamina E (Ajila, Naidu, Bhat y Rao, 2007). A pesar de las altas propiedades antioxidantes en las cáscaras de mango en comparación con otras frutas, no se han realizado estudios para desarrollar este subproducto como uno de los elementos "activos" en el material de empaque.

La gelatina de pescado se deriva de la hidrólisis de una proteína fibrosa insoluble que también se conoce como colágeno y se puede obtener de los residuos generados a partir de la línea de procesamiento de pescado (Nur Hanani, Roos y Kerry, 2014). La gelatina de pescado es única, ya que puede sustituir la gelatina de las especies de mamíferos debido a sus propiedades únicas, superando los problemas de la gelatina halal o kosher y la encefalopatía espongiforme bovina (EEB) y tiene algunas ventajas tecnológicas sobre las gelatinas de mamíferos. La gelatina de pescado se usa ampliamente como material biopolímero debido a sus excelentes propiedades de formación de película (Pérez-Gago, 2012) y uno de los materiales portadores propuestos de compuestos activos (Gómez-Guillén, Giménez, López-Caballero y Montero, 2011). Las películas producidas a partir de gelatina también son transparentes y muestran una buena propiedad de barrera de gas (Nur Hanani et al., 2014).

Por lo tanto, los objetivos de esta investigación fueron desarrollar películas bioactivas incorporando extracto de cáscaras de mango (MPE) en películas de gelatina de pescado y evaluar el efecto de diferentes concentraciones de MPE en las propiedades físicas, de barrera, mecánicas y antioxidantes de las películas.

2. Materiales y métodos

2.1. Materiales

La gelatina de pescado de piel de pez de Tilapia (bloom240 de floración) se adquirió de Custom Collagen, (Addison, IL), mientras que el etanol absoluto y la 2-fenil-1,1-hidrazina (DPPH) se obtuvieron de Sigma Chemical Co. (St. Louis, MES). El reactivo de folin-ciocalteau, carbonato de sodio, ácido gálico y glicerol fueron todos de grados analíticos de Merck (Darmstadt, Alemania).

2.2. Preparación de cáscaras de mango.

Las cáscaras de mango (Mangifera indica L.) se recolectaron en los mercados de puestos en Serdang, Selangor. Las cáscaras se lavaron con agua corriente y se enjuagaron con agua destilada. Las cáscaras limpias se secaron a 35 ° C en un horno (modelo Memmert UF110, Alemania) durante 24 h. Después del secado, las cáscaras se trituraron hasta obtener un polvo utilizando una batidora eléctrica (Panasonic modelo MX-J210PN, Japón). Las cáscaras del suelo se mantuvieron en un lugar fresco y oscuro a –18 ° C en un recipiente hermético hasta su uso.

2.3. Extracción de extracto de cáscaras de mango (MPE)

Las cáscaras de mango molidas secas se extrajeron mediante el método de maceración según Sultana et al. (2012) con ligeras modificaciones. Las muestras se maceraron en etanol absoluto (1:10) durante 24 h. Después de eso, los residuos de la muestra se maceraron por segunda vez para maximizar la extracción. Ambos sobrenadantes obtenidos se combinaron y se concentraron al vacío utilizando un evaporador rotatorio a 45 ° C. El MPE se mantuvo a –18 ° C en condiciones oscuras en un recipiente hermético hasta su uso.

2.4. Preparación de películas con MPE.

Las películas de gelatina-MPE se prepararon mediante el método de colada de solución según el método de Hosseini, Rezaei, Zandi y Farahmandghavi (2015) con ligeras modificaciones. Se disolvió gelatina de pescado (4% p / v) en agua destilada a 45ºC durante 30 minutos con agitación continua. Luego, se añadió 30% de glicerol y se calentó a una temperatura constante a 45 ° C durante otros 15 min. Se agregaron diferentes concentraciones de MPE (1, 3 y 5% p / p basado en gelatina seca) a las soluciones, respectivamente, con agitación continua durante otros 60 min. Se preparó una película sin MPE como control. Finalmente, se distribuyeron alícuotas de 15 ml de soluciones formadoras de película en placas de plástico con borde (14,5 × 2,0 cm2) y se secaron a 25 ° C durante 2 días. Antes del análisis, las películas se acondicionaron a una temperatura de 25 ± 2 ° C con una humedad relativa (HR) de 50 ± 5% durante 48 h.

2.5. Morfología por microscopía electrónica de barrido (SEM)

El área de superficie y la sección transversal de las películas se visualizaron en un aumento de 1500 × con un voltaje de 15 kV mediante el uso de microscopía electrónica de barrido (JSM 6400, Jeol, Tokio, Japón). Las muestras de la película fueron cortadas. (1 × 1 cm2) y montado en un tacón de bronce con cinta de doble cara.

Antes de ver las películas, se llenaron de oro con Sputter Coater SCD 005 (BAL-TEC AG, Balzers, Liechtenstein).

2.6. Determinación de las propiedades de la película.

2.6.1. Espesor de la película

El grosor de las películas se midió utilizando un micrómetro digital de mano. (Mitutoyo, Tester Sangyo Co. Ltd., Tokio, Japón). Los valores promedio obtenidos de cinco posiciones aleatorias diferentes en las películas se utilizaron para determinar el grosor.

2.6.2. Medida del color

El color de las muestras de película se midió utilizando un laboratorio Hunter. Espectrocolorímetro Ultrascan PRO (Modelo A60-1012-402, VA, EE. UU.).

La medida se tomó en 5 posiciones aleatorias en las películas. Los valores l-, ayb que indican el brillo, verdor / enrojecimiento de las películas. y se registraron azul / amarillo. Se usó baldosa blanca para la calibración.

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