Peliculas Comestibles

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Películas Comestibles para recubrimiento en alimentos 1

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Películas Comestibles para recubrimiento en alimentos

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Objetivo

• Comprender y presentar una visión integrada de las propiedades físicas, químicas y

mecánicas de los biopolímeros, las películas biodegradables y su aplicación en materiales

de alimento.

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Hipótesis

• Al estudiar mezclas entre biopolímeros para la elaboración de películas comestibles y

recubrimientos biodegradables, se detectarán las deficiencias propias de cada componente brindando un criterio para determinación de

la mejor opción de mezcla para película comestible.

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Justificación

• Contaminación.• Creciente exigencia por parte del consumidor

de materiales biodegradables, reciclables o reutilizables.

• Composiciones físicas, químicas y mecánicas.

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Metas

Extraer lnformación objetiva de acuerdo al

criterio previamente establecido,

evitando ambigüedades.

Comprender las propiedades

físicas y químicas de las

películas comestibles.

Presentar una visión acerca

de propiedades tanto de

mezclas como de forma particular.

Plasmar diferencias.

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Descubrir la dirección que va

tomando el proyecto en

base a la investigación que se haga

posteriormente.

Comprobar la veracidad de la

hipótesis propuesta.

Proponer las mejores

propuestas ya sea de mezclas o individualmente de cada película

por componente.

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¿Qué son?

• Capas delgadas de un material comestible, formada sobre un alimento como recubrimiento.

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Beneficios

Evita el deterioro de los alimentos:• Reduce la pérdida o ganancia de humedad o

aromas.• Reduce oxidaciones.• Contaminaciones microbianas.• Minimiza el impacto ambiental.

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Polímeros Naturales

Polisacáridos

Proteínas

Lípidos

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Polímeros

• Macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

• Por lo general son orgánicos.

• Polimerización estireno a poliestireno, donde n es el grado de polimerización.

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Películas a base de Carbohidratos

• Producen películas con buenas condiciones mecánicas (elasticidad, plasticidad, etc.)

• Su naturaleza hidrofílica hace que presenten baja resistencia a la pérdida de agua.

• Su selectividad en cuanto a permeabilidad de oxígeno y dióxido de carbono condiciona la creación de atmósferas modificadas en el interior del alimento, aumentando su vida útil.

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Estructura de los Carbohidratos

• Fórmula General (CH2O) n

• 1 azúcar monosacáridos• 2 azúcar disacáridos• 10 azúcares oligosacáridos• Mayor polisacáridos

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Celulosa y

derivados

Goma Gelán Quitosán Pululán Alginato Almidón

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Celulosa y sus

derivados

Son capaces de hacer redes continuas en

soluciones acuosas.

Generalmente las películas formadas con estos ésteres

son sólidas, claras y resistentes a los aceites y a la mayoría de los solventes

orgánicos no polares.

Las propiedades de barrera a la

humedad, no son muy buenas.

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ReaccionanDeshidratación

Glucosa

Glucosa

Glucosa

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• Estructura lineal• Múltiples puentes de

H2.

• Cadenas yuxtapuestas

• Paredes celulares.

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Goma Gelán

Polisacárido extracelular secretado por la bacteria

Pseudomonas elodea, que forma geles de estructura

tridimencional con cationes monovalentes y

divalentes.

Produce recubrimientos

biodegradables con buena claridez,

excelentes propiedades mecánicas.

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Tetrasacárido

Ácido glucurónico

Glucosas

Ramnosa

Grupo acílico

Grupo acílico

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Quitosán

Polisacárido catiónico, de alto peso molecular.Son claras, resistentes

flexibles, presentan buenas barreras al

oxígeno.

Propiedades Antifúngicas (evita el crecimiento de hongos causantes de enfermedades)

Preserva características organolépticas

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• Polisacárido lineal • Bioadhesivo• Encontrado en el exoesqueleto de

crustaseos

Trimetilquitosano

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Pululán

Polisacárido extracelular producido por el microorganismo

Aureobasidium pullulans.

Produce películas muy estables,

transparentes, sólidas y resistentes a bajas

temperaturas.

Sus barreras contra las grasas y aceites, así como contra el

oxígeno son excelentes.

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Alginato.

En solución acuosa forman películas tras la adición de

agentes formadores de puentes salinos y la

precipitación en presencia de un alcohol.

Presenta buenas barreras contra oxígeno,

grasas y aceite. Su permeabilidad a la

humedad es alta

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• Derivado del ácido algínico• Gran capacidad a producir geles en agua fría

en presencia de iones de Calcio

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Almidón

Las películas son claras, flexibles, transparentes

y presentan grandes barreras contra el

oxígeno.

No tan buenas barreras contra la humedad, sus propiedades mecánicas son inferiores a las de las películas sintéticas.

La matriz o red formada durante el secado de una

dispersión gelatinizada debido a los puentes de

hidrógeno que se establecen entre los

grupos hidroxilo.

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• No es un polisacárido, si no la mezcla de amilosa y amilopectina.

• Cadena teóricamente lienal

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Películas a Base de Proteínas• Redes macromoleculares continuas

(componentes estructurales, directoras en actividad celular)

• Las interacciones de las proteínas necesitan ser numerosas y uniformes.

• Las proteínas con alto peso molecular (glutenina) y proteínas fibrosas (colágeno) forman generalmente películas con buenas propiedades mecánicas.

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Red Macromolecular Proteica

• Ruptura de enlaces intermoleculares de baja energía que estabilizan a los polímeros en su estado nativo.

• Reordenamiento y orientación de las cadenas poliméricas.

• Formación de una cadena tridimensional estabilizada por nuevas interacciones y enlaces

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Estructura de Proteínas

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Proteína de soya

Estudiadas por sus buenas propiedades

de barrera al oxígeno y a los lípidos en bajas humedades relativas

Las principales fuerzas asociativas en la formación de películas con soya son: Los en

laces disulfuro intermoleculares, las

interacciones hidrofóbicas y los puentes de hidrógeno (en

orden de importancia)

Menor permeabilidad al vapor de agua, debido a su punto isoeléctrico que

experimentalmente es 4.5

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• Depende del origen la proteína presente estructura y combinación diferente de aminoácidos en su configuración química.

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Proteínas de la leche

Excelente valor nutrimental.

Solubilidad en el agua.Capacidad de actuar como emulsificante

Portadora de la proteína caseína, el cual puede formar

películas transparentes, flexibles

e insípidas.

Los caseinatos, hábiles para formar puentes de

hidrógeno, no requieren la desnaturalización ni la

presencia de plastificantes para la formación de

películas.

El suero de la leche (seroproteína) son

sensibles a altas temperaturas (las

primeras en desnaturalizarse)

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Interaccionan entre sí formando una

dispersión coloidal que consiste en

partículas esféricas llamadas micelas

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Esferas hidrofílicas

en el exterior.

Esferas hidrofóbicas en el interior.

Se estabilizan

Para su precipitación punto isoeléctrico de 4.6Punto de menor

solubilidad debido a la reducción de las

repulsiones intermoleculares

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Sensibles al calcio y

precipitan al unirse a el.

Se sugiere que el fosfato de calcio se une a los grupos NH2

- de la lisina; el calcio interacciona con

el grupo carboxilo ionizado (COO-).

Las submicelas se constituyen a

partir de la interacción

constante entre las caseínas α, β

y κ.

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Gluten de trigo

Películas con buenas propiedades mecánicas y ópticas

Presentan buenas barreras al oxígeno

y al dióxido de carbono

Sus propiedades contra la transferencia de vapor de agua son relativamente pobres

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Glutenina

Gliadina

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Gelatina

Las características remarcables son: su

solubilidad en agua y la habilidad que tiene para

formar geles termorreversibles.

Reducen la permeabilidad al

oxigeno, la difusión del vapor de agua y la migración de grasas

Cuentan con buenas propiedades de

barrera bajo, condiciones de baja humedad relativa.

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El tratamiento del tejido del

colágeno.84-90%

Extracción y purificación

Concentración y esterilización

Enfriamento y secado

Desnaturalización

Hidroxiprolina

Prolina

Glicina

Deficiencia de aminoácidos sulfurados

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Ceras solventes

Disoluciones de una o más resinas en hidrocarburos

de petróleo.

Barrera contra la humedad.

Aplica como fungicida

mejorando el aspecto de la fruta.

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Impermeabilidad

Molécula Apolar

Gasolina Alcohol

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Ceras al agua

Disoluciones de una o más ceras en

álcalis.

No requiere un grado de secado previo a la aplicación como las

ceras solventes.

Pérdida de humedad, reducción pérdida de

peso, retardo de deterioro, efectiva contra humedad, permeable al

oxígeno.

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Glicerol y ácido

esteárico

Se utiliza como purificante para

garantizar la barrera al agua.

Alarga la vida de la fruta, mandarina.

Redujo la pérdida de humedad a

bajas temperaturas.

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Puedan ser solubles en

álcalis

NaOH

Conjunto de resinas

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Glicerol

• Producto de la degradación digestiva de los lípidos.• Presente aceites y grasas animales y vegetales de la forma

combinada, vinculadas a los ácidos.• Precursor para la síntesis de triglicéridos y fosfolípidos en

el hígado y el tejido adiposo.

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Ácido esteárico

• Presente en aceites y grasas animales y vegetales.

• Cadena hidrofóbica de carbono e hidrógeno.• Obtiene de grasa animal con agua mediante

hidrogenación de los aceites vegetales.• Propiedades como tensoactivas.

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Películas a Partir de Mezclas entre Biopolímeros

¿Porqué?

Contrarrestar las deficiencias propias de cada componente.

mejorar las propiedades y características

del material resultante.

Mejoramiento de las propiedades mecánicas

Material utilizado.

Cohesión estructural.

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Gelatina y quitosan

Se probaron dos métodos de

preparación baja y alta temperatura

(20°C Y 60°C)

a 20°C presentaron mayor porcentaje de

ordenamiento molecular y cristalinidad.

Comparadas con aquellas preparadas a 60°C

Además a 20°C menores permeabilidades a los gases y al vapor de agua, mayor

fuerza de tensión y mayores energías de activación para

las películas obtenidas

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• Entre las interacciones más importantes está la de tipo de enlace hidrógeno, como por ejemplo: (HO-HO) , (HO-HN) y (C=O- HN).

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Caracterización fisicoquímica y microestructural

• En todos los casos se obtuvieron películas transparentes, flexibles y homogéneas que fueron fácilmente removidas de las placas. El espesor medio de las películas fue de 70 ± 10 μm.

• CIDCA. CCT-CONICET. Facultad Ciencias Exactas, Facultad de Ingeniería UNLP. 47

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Proteína de soya y gluten

de trigo

La permeabilidad al oxigeno se incremento con la

temperatura debido al aumento en la movilidad de los segmentos poliméricos al incremento en los niveles de energía de las moléculas de

oxigeno

No obstante, los valores de permeabilidad fueron menores que aquellas películas elaboradas

solamente con gluten de trigo, proteína de maíz y

películas plásticas comerciales

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