Desarrollo de recubrimientos comestibles a base de proteína de guisante con carácter antioxidante

Abstract

[ES] En este trabajo se analiza el efecto de la incorporación de ¿-tocoferol, las condiciones de homogenización y la humedad relativa (HR) en las propiedades barrera (permeabilidad al vapor de agua y oxígeno), propiedades mecánicas, ópticas y actividad antioxidante de los films a base de proteína de guisante. Los films fueron preparados con un ratio 1:0.25 proteína.glicerol y distintas concentraciones de tocoferol (0, 60 y 100 mg tocoferol/g proteína) y se emulsionaron empleando dos técnicas distintas: homogenizador rotor-stator y Microfluidizador M-110P. Los films microfluidizados mostraron una mayor actividad antioxidante, medida por el método ABTS. La actividad antioxidante de los films aumentó al incrementar la cantidad de tocoferol pero no se observó influencia de la humedad relativa. Sin embargo, la incorporación de ¿-tocoferol en los films de proteína de guisante aumentó la permeabilidad al oxígeno en los films microfluidizados, principalmente a HR superiores a 53%, aunque el efecto contrario se observó para 33%HR. En los films no microfluidizados, la incorporación de tocoferol mejoró la permeabilidad al oxígeno a 33 y 53% HR pero no se observaron cambios en los valores de permeabilidad a humedades relativas más altas. Estas diferencias pueden explicarse por el efecto plastificante del agua y el desplegamiento de las cadenas de proteína producido durante la microfluidización, como se deduce de los cambios observados en las propiedades mecánicas. Los films microfluidizados son menos resistentes y más flexibles y deformables. Esto puede ser atribuido a la pérdida de la estructura globular de la proteína, favoreciendo la extensión de las cadenas de proteína. Los resultados obtenidos muestran que la actividad antioxidante y los valores de permeabilidad al oxígeno no están directamente correlacionados y que los cambios estructurales de la proteína juegan un importante papel en la funcionalidad del film.

[EN] This work analyses the effect of tocopherol on oxygen permeability, mechanical and optical properties as well as antioxidant activity of the pea protein film. The effect of homogenization conditions as well as the relative humidity (RH) on these properties was also evaluated. Films were prepared by casting, using a 1:0.25 protein:glycerol ratio and different tocopherol concentrations (0, 60 and 100 mg tocopherol/g protein). They were emulsified by two different techniques (by using a rotor-stator homogenizer and a Microfluidizer M-110P). Microfluidized films had higher ABTS radical scavenging activity than films prepared with the rotor-stator homogenizer. The antioxidant activity of the pea protein-tocopherol film increased when the tocopherol content increased. Nevertheless, no influence of the relative humidity was observed. Nevertheless, the incorporation of tocopherol into the pea protein film promoted oxygen permeability of microfluidized films, mainly at relative humidity up to 53%, although the opposite effect was observed at 33% RH. However, in non-microfluidized films, the addition of ¿-tocopherol caused an increased of oxygen barrier efficiency at 33 and 53% RH but no changes in the oxygen permeability values were observed when equilibrated at high relative humidity. These differences can be explained by the plasticizing effect of water and the mechanical denaturation of the protein produced by microfluidization, as deduced from the induced changes in tensile parameters. Microfluidized films are less elastic and more flexible and deformable. This could be attributed to the loss of protein globular structure, favoring the extension of the protein chains. The obtained results show that the antioxidant activity and oxygen permeability values of the films were not directly correlated and that the protein structural changes play an important role in the film functionality.

[CA] En aquest treball s'analitza l'efecte de la incorporació de tocoferol, les condicions de homogeneïtzació i la humitat relativa (HR) en les propietats barrera (permeabilitat al vapor d'aigua i oxigen), propietats mecàniques, òptiques i activitat antioxidant dels films a base de proteïna de pèsol. Els films van ser preparats amb una ràtio 1:0.25 proteïna:glicerol i diferents concentracions de tocoferol (0, 60 i 100 mg tocoferol / g proteïna) i es van emulsionar emprant dues tècniques diferents: homogeneïtzador rotor-stator i Microfluidizador M-110P. Els films microfluidizats van mostrar una major activitat antioxidant, mesurada pel mètode ABTS. L'activitat antioxidant dels films va augmentar en incrementar la quantitat de tocoferol però no es va observar influència de la humitat relativa. No obstant això, la incorporació de ¿- tocoferol en els films de proteïna de pèsol va augmentar la permeabilitat a l'oxigen en els films microfluidizats, principalment a HR superiors a 53%, encara que l'efecte contrari es va observar per a 33% HR. En els films no microfluidizats, la incorporació de tocoferol va millorar la permeabilitat a l'oxigen a 33 i 53% HR però no es van observar canvis en els valors de permeabilitat a humitats relatives més altes. Aquestes diferències es poden explicar per l'efecte plastificant de l'aigua i la allargament de les cadenes de proteïna produït durant la microfludizació, com es dedueix dels canvis observats en les propietats mecàniques. Els films microfluidizats són més flexibles i deformables. Això pot ser atribuït a la pèrdua de l'estructura globular de la proteïna, afavorint l'extensió de les cadenes de proteïna. Els resultats obtinguts mostren que l'activitat antioxidant i els valors de permeabilitat a l'oxigen no estan directament correlacionats i que els canvis estructurals de la proteïna juguen un important paper en la funcionalitat del film.