Diseño de un recubrimiento comestible funcional a base de chía para su potencial aplicación en pepino

Abstract

"El desarrollo de técnicas de almacenamiento en frutas y hortalizas ha ido evolucionando para adaptarse a las necesidades de los productos con el fin de extender su vida de anaquel, y satisfacer la demanda de alimentos. Las mayores pérdidas en frutos y hortalizas se dan en la etapa de postcosecha, principalmente por el ataque de microorganismos con pérdidas de 25 a 80%. Por tal razón, los esfuerzos de la agricultura y la industria alimentaria se han dirigido a la búsqueda de técnicas para preservar la calidad y extender la vida útil de los productos. Una tecnología eficiente en la conservación de frutas y hortalizas es la aplicación de recubrimientos comestibles, ya que proporcionan una buena barrera contra el deterioro y previenen el ataque de microorganismos fitopatógenos. El presente estudio se realizó para diseñar y caracterizar recubrimientos comestibles (RC) a base de mucílago de chía funcionalizados con extracto de Rhus microphylla, para el control de Fusarium oxysporum y Corynespora cassiicola, hongos patógenos en la etapa de precosecha que prevalecen en la postcosecha de pepino, fruto utilizado como modelo de estudio. La selección de la concentración más adecuada y tipo de extracto se realizó en función de la capacidad antioxidante y antifúngica, evaluando el potencial in vitro de tres extractos: etanólico (EE), hidroalcohólico (EHA) y acuoso (EA). El EE mostró un efecto significativo al inhibir en un 100% el crecimiento micelial de ambos hongos a partir de 2500 mg L-1. El EHA mostró inhibición en ambos hongos, a 2500 mg L-1 inhibió en un 60% a F. oxysporum, y en un 100% a C. cassiicola a 3000 mg L-1. El EA no mostró efectos significativos de inhibición. La funcionalización del recubrimiento se logró con la incorporación de EHA a 2500 mg L-1, concentración seleccionada por su potencial antioxidante y antifúngico, y considerando la viabilidad en la rentabilidad para su producción. La presencia de compuestos fenólicos respaldó la funcionalidad de los extractos identificando por primera vez ácido gálico, resveratrol, quercetina, catequina, ácido ferúlico, ácido p-cumárico + epicatequina, ácido elágico y apigenina. Las mezclas de recubrimientos fueron preparadas siguiendo un diseño Plakett Burman de tres factores a dos niveles, alto (+) y bajo (-), donde A = mucílago de chía (0.2 y 0.4%, p/v), B = CaCl2 (0.05 y 0.15%, p/v), y C = glicerol (0 y 1.0%, p/v), resultando 12 formulaciones. La selección de las mejores soluciones formadoras de recubrimientos, se realizó en función de la humectabilidad (Ws) sobre la superficie de pepino. El diseño Plakett Burman generó una formulación optimizada (solución no. 13) en función de la influencia de los componentes, con 0.24% de mucílago de chía, 0.15% de CaCl2 y 0.05% de glicerol. Las formulaciones funcionalizadas por incorporación de EHA a 2500 mg L-1, fueron la no. 2, 3 y 13. Se estudiaron las propiedades físicas y funcionales de los recubrimientos en términos de Ws, potencial zeta, reología, humedad, espesor, solubilidad, propiedades mecánicas y ópticas. Los resultados mostraron que todas las formulaciones formadoras de recubrimientos se comportan como un fluido pseudoplástico no Newtoniano y obedecen la relación de la ley de potencia. La incorporación del EHA de fruto de R. microphylla permitió obtener mejores resultados de Ws, al reducir la hidrofobicidad de las soluciones formadoras de recubrimientos. En cuanto al valor de potencial zeta, la presencia de grupos funcionales en el EHA de fruto de R. microphylla, generó una neutralización de cargas. Los valores de humedad oscilaron entre 15 y 80% para las tres formulaciones funcionalizadas. Con respecto a la permeabilidad de vapor de agua (PVA), no se presentaron diferencias significativas (p>0.05) entre formulaciones tras su funcionalización. En cuanto a propiedades mecánicas hubo diferencias significativas (p<0.05), considerando al recubrimiento 3-Rm como el más flexible y resistente. La funcionalización de recubrimientos comestibles de mucílago de chía con EHA de R. microphylla resultó ser una alternativa factible para su potencial aplicación en el fruto de pepino"