Desarrollo de una película biodegradable de alginato y fécula de malanga adicionada con nisina.

Abstract

La carne de pollo es un alimento con elevado valor biológico y al ser altamente perecedero por su composición nutritiva es susceptible a microorganismos patógenos como la Listeria monocytogenes, Salmonella spp, Campylobacter spp, y Staphylococcus aureus, Bacillus cereus. El desarrollo de películas biodegradables se ha convertido en una tecnología alternativa viable para mantener la calidad e inocuidad de los alimentos y se reduce el impacto ambiental que generan los empaques y embalajes sintéticos. En el presente estudio se optimizó una película biodegradable de alginato de sodio adicionada con fécula de malanga y nisina, mediante la metodología de superficie de respuesta Box-Behnken, se consideró tres variables independientes, el contenido de nisina (500 UI/mL, 2500 UI/mL y 5000 UI/mL), el contenido de fécula de malanga (0.5, 1 y 2% p/v) y el contenido de glicerol (1, 1.5 y 2% p/v). Para obtener una película biodegradable óptima (OB), se determinó el espesor, humedad, solubilidad en agua, permeabilidad al vapor de agua, fuerza tensil, fuerza de quiebre y % de elongación y los resultados se analizaron con el software Design Expert ®. Una vez obtenida la OB esta se caracterizó según sus propiedades mecánicas, físicas y químicas, y se determinó la migración en simulantes alimentarios, la capacidad de retención y cinética de liberación de la nisina; además, se evaluó el efecto antimicrobiano de la OB contra Listeria monocytogenes, in vitro con mediciones de halos de inhibición y en carne de pollo inoculada. La combinación óptima de componentes encontrada para el desarrollo de la película biodegradable fue con 2369 UI/mL de nisina, 1.9% p/v de fécula de malanga y 1.09% p/v de glicerol. Las variables respuesta significativas fueron la permeabilidad al vapor de agua, fuerza tensil y fuerza de quiebre; lo que comprueba que la fécula de malanga otorgó mayores niveles de fuerza tensil y de quiebre. La OB redujo significativamente la carga microbiana y permitió alargar la vida útil de la carne de pollo refrigerada (6°C) hasta 15 d. La migración total y la cinética de liberación de la nisina en simulantes alimentarios mostró que la película biodegradable puede ser aplicada en alimentos hidrofílicos y ácidos, lo que la convierten en una alternativa viable para su uso como empaque alimentario. _______________ DEVELOPMENT OF A BIODEGRADABLE FILM OF ALGINATE AND MALANGA STARCH ADDED WITH NISIN. ABSTRACT: Chicken meat is a food with high biological value and being highly perishable due to its nutritional composition, it is susceptible to pathogenic microorganisms such as Listeria monocytogenes, Salmonella spp, Campylobacter spp, and Staphylococcus aureus, Bacillus cereus. The development of biodegradable film has become a viable alternative technology to maintain the quality and safety of food and reduce the environmental impact generated by synthetic packaging. In the present study, a sodium alginate biodegradable film added with taro starch and nisin was optimized, using the Box-Behnken response surface methodology, three independent variables were considered, the nisin content (500 IU / mL, 2500 IU / mL and 5000 IU / mL), taro starch content (0.5, 1 and 2%) and glycerol content (1, 1.5 and 2%). To obtain an optimal biodegradable film (OB), the thickness, humidity, solubility in water, permeability to water vapor, tensile strength, breaking strength and% elongation were determined and the results were analyzed with the Design expert ® software. Once OB was obtained, it was characterized according to its mechanical, physical and chemical properties, and migration in food simulants, retention capacity and release kinetics of nisin were determined; Furthermore, the antimicrobial effect of OB against Listeria monocytogenes was evaluated in vitro with measurements of inhibition halos and in inoculated chicken meat. The optimal combination of components found for the development of the biofilm was 2369 IU / mL nisin, 1.9% w / v taro starch and 1.09% w / v glycerol. The significant response variables were water vapor permeability, tensile strength and breaking strength. This proves that taro starch had highest levels of tensile and breaking strength. The OB significantly reduced the microbial load and allowed to extend the shelf life of refrigerated chicken meat (6 ° C) up to 15 d. The total migration and release kinetics of nisin in food simulants showed that the biodegradable film can be applied in hydrophilic and acidic foods, making it a viable natural alternative for use as food packaging.