Elaboración y caracterización de films comestibles basadas en mezclas entre proteínas de quínoa y quitosano

Abstract

El objetivo de este trabajo fue el de elaborar películas comestibles biodegradables en base a mezcla de un extracto acuoso proteico de quínoa (EAP) y de una solución de quitosano (Qo), determinando sus propiedades mecánicas y seleccionando la proporción (EAP/Qo, v/v) más adecuada para elaborar este film de mezcla. Al film de proporción seleccionado entre EAP y Qo se le evaluaron las propiedades mecánicas, de permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno y parámetros fisicoquímicos. Este desarrollo conllevó el estudio de la cinética de secado de ambos films (mezcla y Qo). Al film de mezcla, se le determinó las propiedades de isoterma de sorción, la que se analizó a través de los modelos de sorción de BET y de GAB. Finalmente se analizó la microestructura del film de mezcla por medio de microscopía electrónica de barrido. Se escogió el proceso de extracción de proteínas que resultó ser más eficiente, en cuanto al rendimiento (R%) versus el tiempo de proceso (T.P), obteniéndose un 11,2% en 1,5 h. El film de mezcla seleccionado fue el de proporción (1/1), (EAP/Qo, v/v). En éste, las proteínas resultaron ser un aporte en cuanto a sus propiedades mecánicas, presentando una firmeza y rigidez aceptables y una elasticidad aproximadamente cuatro veces mayor que la que presentó el film de Qo por si solo, también este aporte mostró ser ventajoso al disminuir la permeabilidad al vapor de agua (TVA) y la actividad de agua (aw). El film de mezcla obtuvo una permeabilidad media al oxígeno (25,6 cm3 * µm/m2*d*kPa). Los valores de sorción se ajustaron muy bien a ambos modelos, obteniendo valores de humedad de monocapa (xm) diferentes. Finalmente el análisis de la microestructura del film de mezcla mostró homogeneidad tanto en su superficie como en el corte transversal.

The aim of this work was to formulate edible biofilms based on mixtures of a protein water extract of quínoa (EAP) and a solution of chitosan (Qo), determining their mechanical properties and choosing the best ratio (EAP/Qo, v/v) for making this mixture film. Mechanical, water vapor and O2 permeability and some physicochemical parameters were evaluated over the selected film and then compared with the chitosan films properties. The drying kinetic of both films (mixture and Qo) was also studied. The sorption isotherm properties of the mixture film were determined, their sorption values were analyzed by the sorption models of BET and GAB. Finally, the microstructure of the mixture film was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The extracting protein process that was chosen was the most efficient according to the yield (R%) versus the process time (T.P), obtaining a 11,2% in 1,5h. The selected mixture film was the one with a ratio (EAP/Qo)(v/v) of (1/1). In this ratio, the protein results to be a contribution for the mechanical properties, presenting a well firmness and rigidity characteristics and a elasticity four times bigger than the Qo films, this protein contribution also showed to be advantageous because it diminished the water vapor permeability (TVA) and water activity (aw). The mixture film, obtained an intermediate oxygen permeability (25,6 cm3 * μm/m2*d*kPa). The sorption values were well plotted for both models, obtaining different monolayer moisture (xm) values for each one. Finally the analysis of the film microstructure showed superficial and transversal homogeneity.