Uso de ultrasonido y transglutaminasa en películas comestibles de proteínas de quínoa/quitosano y nanopartículas

Abstract

Las proteínas de la quinua (QP) prometen ser una fuente potencial de nuevos ingredientes alimenticios, y es de gran interés conocer los tratamientos de ultrasonido de alta intensidad (US) las propiedades estructurales de la QP, y posteriormente se evaluó el efecto del US combinado con el tratamiento con transglutaminasa (TG) y la inclusión de nanopartículas (Np) sobre las propiedades estructurales, mecánicas, de barrera y fisicoquímicas de las películas comestibles de proteína de quinoa / quitosano. Las muestras de QP se trataron por 5, 10, 20 y 30 minutos con pulsos de encendido / apagado de 10 s / 10 s, 5 s / 1 s y 1 s / 5 s).; Por otra parte, se evaluaron las propiedades estructurales, mecánicas, de barrera y fisicoquímicas de las películas comestibles. Para el tratamiento de US en QP, los cambios estructurales se evaluaron utilizando PAGE-SDS, dicroísmo circular, espectroscopía de fluorescencia y calorimetría diferencial de barrido. PAGE-SDS mostró la aparición de polipéptidos de más de 190 kDa en muestras tratadas con US. Todas las muestras presentaron 15.6% de hélices α, 31.3% de láminas β, 21.8% de rotaciones β y 31.4% de bobinas aleatorias independientes del tratamiento con US. Las estructuras de giro β y las "random coil" no se vieron afectadas por US. Cuando se aplicaron US 10 s / 10 sy 1 s / 5 s, se observó un aumento en el % de hélice α y una disminución en el pliegue β, lo que podría indicar una pequeña conversión de pliegues β en hélices α. Los espectros de fluorescencia para todos los HIUS mostraron un aumento significativo (23%) de la intensidad de fluorescencia promedio y una disminución de max en relación con la del control (346 nm y 340 nm de tratamiento promedio de US). DSC mostró una endoterma en todos los casos (81,6 a 99,8 ° C), y se observó un aumento en Td debido al efecto del tratamiento con US. Es posible concluir que los tratamientos con US afectan la estructura secundaria y terciaria de las proteínas de quinua, y estos cambios resultaron en un aumento de la solubilidad y el tamaño de las partículas. Para las películas comestibles, estructuralmente se observó que las temperaturas máximas de las transiciones térmicas aumentaban con el uso de US y TG combinados, mostrando películas con mayor estabilidad térmica. Los resultados de FTIR mostraron en la zona amida I oscilaciones de la estructura del polipéptido relacionadas con las vibraciones de estiramiento C = O US / TG-Np película comestible, que generalmente se ha asociado con cambios en la estructura y formación de enlaces covalentes por la acción de TG. Los US mejoran las propiedades mecánicas al aumentar el TS (con o sin la aplicación de TG), la combinación de US-TG produjo un aumento significativo en el grosor, una disminución del% de alargamiento y un aumento de la resistencia a la tracción que puede atribuirse a la reticulación producida por TG. PVA aumentó en todos los casos. Se observó que, en general, la combinación de tratamientos con US-TG mostró un efecto más marcado en la estructura y en las propiedades mecánicas.

Quinoa (QP) proteins promise to be a potential source of new food ingredients, and it is of great interest to know the high intensity ultrasound (US) treatments of the structural properties of QP, and the effect of the combined US was subsequently evaluated. with the treatment with transglutaminase (TG) and the inclusion of nanoparticles (Np) on the structural, mechanical, barrier and physicochemical properties of the edible films of quinoa / chitosan protein. QP samples were treated at 5, 10, 20, and 30 min with on-off pulses of 10 s/10 s, 5 s/1 s, and 1 s/5 s). It was evaluated the effect of high-intensity ultrasound (US) combined with transglutaminase treatment (TG) and the inclusion of nanoparticles (Np) in the structural, mechanical, barrier and physicochemical properties of quinoa protein/chitosan edible films; structural, mechanical, barrier and physicochemical properties were evaluated. For the US treatment on QP, structural changes were evaluated using PAGE-SDS, circular dichroism, fluorescence spectroscopy, and differential scanning calorimetry. PAGE-SDS showed the presence of polypeptides over 190 kDa in US samples-treated. All samples presented 15.6% α-helices, 31.3% β-sheets, 21.8% β-rotations, and 31.4% random coils independent of the US treatment. β-turn structures and "random coils" were not affected by US. When US 10 s/10 s and 1 s/5 s were applied, an increase in the % α-helix and a decrease in β-fold were observed, which could indicate a small conversion of β-folds to α-helices. Fluorescence spectra for all US showed a significant increase (23%) of average fluorescence intensity and a decrease of max in relation to that of the control (346 nm and 340 nm average US treatment). DSC showed one endotherm in all cases (81.6 to 99.8 °C), and an increase in Td was observed due to the effect of the HIUS treatment. It is possible to conclude that US treatments affect the secondary and tertiary structure of quinoa proteins, and these changes resulted in an increase of solubility and particle size. For the edible films, structurally it was observed that the maximum temperatures of the thermal transitions were increasing with the use of combined US and TG, showing films with major thermal stability. FTIR results showed in the amide zone I oscillations of the polypeptide structure related to stretching vibrations C = O US/TG-Np edible film, which has generally been associated with changes in the structure and formation of covalent bonds by the action of TG. US improve mechanical properties by increasing the TS (with or without the application of TG), combining US-TG produced a significant increase in thickness, decrease of % elongation and an increase of tensile strength which can be attributed to cross-linking produced by TG. WVP increased in all cases. It was observed that in general the combination of US-TG treatments showed a more marked effect on the structure and on the mechanical properties.