MANAGEMENT

Como se mencionó en la introducción general, la funcionalidad de las películas proteicas esta determinada por su microestructura, la cual varía significativamente dependiendo de la conformación inicial de las proteínas y del método de preparación (Denavi y col., 2009b). La estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas determina la habilidad de las cadenas polipeptídicas de interaccionar con otras proteínas, como también con otros componentes de la formulación. Las interacciones proteína-proteína generadas en la formación de la película (enlaces disulfuro, uniones puente hidrógeno, interacciones electrostáticas e hidrofóbicas) determinan el grado de entrecruzamiento y el carácter hidrofílico-hidrofóbico de las mismas, y se relacionan con las propiedades ópticas, mecánicas, de barrera y térmicas, con la susceptibilidad al agua y con la apariencia de los materiales resultantes (Mauri y Añón, 2006 y 2008).

Teniendo en cuenta que la mayor limitación de las películas proteicas es su alta susceptibilidad al agua, que las proteínas de amaranto poseen una hidrofobicidad superficial significativamente superior a las de otras proteínas de origen vegetal, y que su cultivo tiene propiedades agronómicas muy ventajosas (Konishi y Yoshimoto, 1989, Segura-Nieto y col., 1994), la evaluación de estas proteínas como materia prima para la formación de materiales resulta particularmente interesante.

Existe poca información en cuanto a la utilización de proteínas de amaranto en la obtención y caracterización de películas comestibles y/o biodegradables. Tapia-Blácido y col. (2005) mostraron que las películas obtenidas a partir de harina de amaranto tenían menores permeabilidades al vapor de agua y al oxígeno y buena flexibilidad, aunque menor resistencia mecánica que las encontradas para otros biomateriales. Con el objetivo de dilucidar el rol de cada biopolímero presente en la harina en la funcionalidad de las películas, Tapia-Blácido (2006) y Tapia-Blácido y col. (2007) evaluaron la formación de películas a partir de diferentes fracciones extraídas de la harina. En particular analizaron la funcionalidad de las películas formadas a partir de almidón de amaranto; de la fracción proteína-lípido, obtenida por precipitación

isoeléctrica del residuo luego de la extracción del almidón; y de la fracción proteína, obtenida mediante el desgrasado de la fracción proteína-lípido (Tapia-Blácido y col., 2007). Los autores observaron que las películas obtenidas a partir de estas tres fracciones tenían propiedades barrera similares a las de las películas de otros biopolímeros, pero inferiores a las de la harina, a pesar de que, en particular, en la película formada por proteínas y lípidos, estos últimos se encontraban en mayor proporción. Las películas obtenidas a partir de la fracción almidón o la fracción proteína fueron más resistentes y quebradizas que las películas de harina, en cambio las obtenidas a partir de la fracción proteína-lípido fueron menos elongables que las otras películas (Tapia-Blácido y col., 2005 y 2007; Tapia-Blácido, 2006). Finalmente, los autores concluyeron que la mejor funcionalidad de las películas de harina podría atribuirse a la estructura capaz de formarse por interacción entre los biopolímeros (almidón y proteína) y los lípidos en su estado nativo, y a la concentración de estos en la harina. En cuanto a películas proteicas de amaranto, solo existen algunos estudios preliminares sobre su formación a partir de aislados proteicos (Tapia-Blácido y col., 2007; Tapia-Blácido, 2006; Álvarez Hayes y col., 2005).

Teniendo en cuenta los trabajos antes mencionados, y la trayectoria de nuestro laboratorio en el estudio de las propiedades estructurales, funcionales y biológicas de este cultivo, surgieron dos interrogantes:

1. ¿Son las proteínas de amaranto adecuadas para la formación de materiales biodegradables?

2. La diferente composición proteica del aislado dada por el pH de solubilización durante la obtención del aislado ¿generará cambios en la funcionalidad de las películas proteicas obtenidas a partir de estos aislados?

Como consecuencia de esto, se planteó como objetivo de este capítulo estudiar la formación de películas comestibles a partir de dos aislados proteicos de amaranto nativos, constituidos por distintas fracciones proteicas, y se seleccionó el material proteico mas adecuado para la continuación de este trabajo de tesis.

II.2.1 Materiales y métodos

II.2.1.1 Materiales

Se utilizaron semillas de Amaranthus hypochondriacus (cultivar 9122) pertenecientes a

la cosecha del año 2008, cedidas amablemente por la Estación experimental del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA, Anguil, La Pampa, Argentina) para preparar los aislados proteicos de amaranto.

Todos los reactivos químicos utilizados fueron de pureza analítica.

II.2.1.2 Obtención y caracterización de la harina de amaranto

Las semillas de amaranto se molieron utilizando un molino (Udy Cyclone Sample Mill, Colorado, Estados Unidos), tamizando la harina resultante con una malla de diámetro

de partícula de 92 µm. Luego se desgrasó con hexano (10 % p/v) con agitación

continua durante 5 horas a temperatura ambiente en un erlenmeyer tapado, y posteriormente se filtró y aireó durante 24 horas para terminar de evaporar el solvente remanente. Finalmente la harina desgrasada se almacenó a 4 °C hasta su uso. Se determinó la composición porcentual de la harina. El contenido de agua y cenizas fueron determinados gravimétricamente, utilizando los métodos AOAC 935.29 y AOAC 923.03 (AOAC, 1995), respectivamente. El contenido de proteínas se determinó por el método de Kjeldahl (AOAC 920.53) utilizando 5,85 como factor de conversión de nitrógeno en proteínas (Segura-Nieto y col., 1994). El contenido de lípidos se determinó por Soxhlet (AOAC 920.39) empleando n-hexano como solvente de extracción; y el contenido de hidratos de carbono totales se determinó según el método de Felhing-Causse-Bonnans (AOAC 14023/24), previa hidrólisis de dos horas, empleando una solución de glucosa 0,5 % p/v como patrón. Todas las determinaciones se realizaron al menos por duplicado.

II.2.1.3 Obtención de los aislados proteicos de amaranto

Se obtuvieron dos aislados proteicos de amaranto según el protocolo de Martínez y Añón (1996), con algunas modificaciones que se diferencian en el pH de extracción proteica. Dispersiones acuosas de la harina desgrasada (10 % p/v) se llevaron a pH 9,0

u 11,0 con NaOH 2N y se mantuvieron en agitación continua durante 1 hora a temperatura ambiente. Las dispersiones se centrifugaron a 9000 xg durante 20 minutos a 10 °C en una centrífuga Avanti J-25 (Beckman Coulter, California, Estados Unidos) y los sobrenadantes obtenidos se llevaron a pH 5,0 con HCl 2N para precipitar isoeléctricamente las proteínas presentes. Se centrifugó nuevamente en las mismas condiciones y los precipitados obtenidos se resuspendieron en agua (1:3 p/v) ajustando su pH a la neutralidad con NaOH 1N. Las suspensiones se acondicionaron a -80 °C y se liofilizaron en un equipo Heto FD4 (Lab Equipment, Dinamarca), conectado a una bomba de vacío (Vacuubrand RZ 5). Los aislados proteicos así obtenidos,

identificados como A9 y A11, según los pHs utilizados inicialmente para extraer las

proteínas -9,0 y 11,0, respectivamente- se almacenaron en recipientes

herméticamente cerrados a 4 °C hasta su utilización.

El rendimiento de los aislados (expresado en % p/p) se calculó como el cociente entre el peso del aislado liofilizado y el peso de la harina desgrasada a partir del cual se obtuvo el aislado.

II.2.1.4 Caracterización de los aislados proteicos

II.2.1.4.1Determinación de la composición química

El contenido de agua, cenizas y proteínas se determinó tal como se describió en la sección II.2.1.2 para la harina.

Todas las determinaciones se realizaron al menos por duplicado.