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Solid wastes generated from the seafood industry represent an important environmental pollutant; therefore, utilization of those wastes for the development of processing biochemical tools could be an attractive and clean solution for the seafood industry. This study reports the immobilization of semi-purified acidic proteases from Monterey sardine stomachs onto chitin and chitosan materials extracted from shrimp head waste. Several supports (chitosan beads, chitosan flakes, and partially deacetylated flakes) were activated either with genipin or Na-tripolyphosphate and evaluated as a mean to immobilize acidic proteases. The protein load varied within the 67–91 % range on different supports. The immobilization systems based on chitosan beads achieved the highest protein loads but showed the lowest retained catalytic activities. The best catalytic behavior was obtained using partially deacetylated chitin flakes activated either with genipin or Na-tripolyphosphate. According to results, the immobilization matrix structure, as well as acetylation degree of chitin–chitosan used, has considerable influence on the catalytic behavior of immobilized proteases. Partially deacetylated chitin flakes represent a suitable option as support for enzyme immobilization because its preparation requires fewer steps than other supports. Two abundant seafood by-products were used to obtain a catalytic system with enough proteolytic activity to be considered for biotechnological applications in diverse fields.

Probiotics are live microorganisms that confer a number of health benefits when consumed in adequate amounts, mostly due to improvement of intestinal microflora. Bacterial strains from the genera Lactobacillus, Bifidobacterium, and Bacillus have been widely studied and are used to prepare ready-to-eat foods. However, the physicochemical stability and bioavailability of these bacteria have represented a challenge for many years, particularly in nonrefrigerated foodstuffs. Microencapsulation (ME) helps to improve the survival of these bacteria because it protects them from harsh conditions, such as high temperature, pH, or salinity, during the preparation of a final food product and its gastrointestinal passage. The most common coating materials used in the ME of probiotics are ionic polysaccharides, microbial exopolysaccharides, and milk proteins, which exhibit different physicochemical features as well as mucoadhesion. Structurally, the survival of improved bacteria depends on the quantity and strength of the functional groups located in the bacterial cell walls, coating materials, and cross-linkers. However, studies addressing the role of these interacting groups and the resulting metabolic impacts are still scarce. The fate of new probiotic-based products for the 21st century depends on the correct selection of the bacterial strain, coating material, preparation technique, and food vehicle, which are all briefly reviewed in this article.

The aim of this research was to study the structural and textural characteristics of maize bran arabinoxylan (MBAX) microspheres. The laccase-induced cross-linking process was monitored by storage (G') and loss (G'') moduli changes in a 4% (w/v) MBAX solution. The G' and G'' values at the plateau region were 215 and 4 Pa, respectively. After gelation, the content of ferulic acid dimers decreased from 0.135 to 0.03 µg/mg MBAX, suggesting the formation of ferulated structures unreleased by mild alkaline hydrolysis. MBAX microspheres presented an average diameter of 531 µm and a swelling ratio value (q) of 18 g water/g MBAX. The structural parameters of MBAX microspheres were calculated from equilibrium swelling experiments, presenting an average mesh size of 52 nm. Microstructure and textural properties of dried MBAX microspheres were studied by scanning electron microscopy and nitrogen adsorption/desorption isotherms, respectively, showing a heterogeneous mesoporous and macroporous structure throughout the network.

Recovery of valuable compounds from by-products generated from seafood processing represents an opportunity to produce value-added products. Sardine acidic proteases were immobilized on partially deacetylated chitin through ionic linkages, using sodium tripolyphosphate as a support activating agent. Maximal enzyme activities of free and immobilized proteases were detected at pH 2, at which the immobilized form had higher stability than the free enzymes. Optimum temperatures for free and immobilized proteases were 40 and 50C, respectively, while thermal stability of immobilized proteases was greater than that of free proteases. Reusability studies showed that after a second catalytic cycle, the immobilized enzyme maintained about 40% of the initial activity. The immobilization process enhanced the long term storage stability of sardine proteases compared to free enzymes. Results suggest that the immobilized enzyme could be used as a biotechnological aid for food processing when low pH and temperature around 50C are needed. Practical Applications Fish waste constitutes a serious environmental problem due to high disposal costs. Besides, this waste is commonly discarded or used for low value processes. Therefore, this study proposes the immobilization of sardine (Sardinops sagax caerulea) acidic proteases from fish viscera waste, on a partially deacetylated chitin support extracted from shrimp (Penaeus spp.) head. This research suggests that seafood protease immobilization onto chitinous supports presents an opportunity to improve the stability of these enzymes and consequently enhance potential application of these valuable biocatalysts as biotechnological aid, mainly for food processing and other value added products.

The laccase induced gelation of maize bran arabinoxylans at 2.5% (w/v) in the presence of insulin or beta-lactoglobulin at 0.1% (w/v) was investigated. Insulin and beta-lacto-globulin did not modify either the gel elasticity (9 Pa) or the cross-links content (0.03 and 0.015 microg di- and triferulic acids/mg arabinoxylan, respectively). The protein release capability of the gel was also investigated. The rate of protein release from gels was dependent on the protein molecular weight. The apparent diffusion coefficient was 0.99 x 10(-7) and 0.79 x 10(-7) cm(2)/s for insulin (5 kDa) and beta-lactoglobulin (18 kDa), respectively. The results suggest that maize bran arabinoxylan gels can be potential candidates for the controlled release of proteins.

Accurate determination of chitin and protein contents in crustacean biomass and the intermediate products during the industrial isolation of chitin cannot be made directly from the total nitrogen content, unless the appropriate corrections are applied. This method, however, is affected by the presence of other nitrogen-containing chemical species that are formed endogenously or by the action of microorganisms during the handling of the sample. Therefore, an alternative rapid method to estimate the contents of these components can be very useful both in research and in various fields of application. An original method has been developed to address this problem. The method consists of the development of a set of equations based on the stoichiometric contents of nitrogen of chitin and protein whereby the amounts of each component can be estimated from the value of the total nitrogen content, provided the rest of the proximate composition of the sample is accurately known. In order to validate the procedure, a set of model mixtures of pure chitin and protein concentrate in the solid state, both extracted from shrimp head waste, are used. Excellent agreement between the predicted and real values of chitin and protein are obtained (R2=0.98, slope=0.90). When the proposed method is tested in the analysis of real samples obtained from five different processing protocols of pretreatment of raw shrimp head, it is found that in general the values of protein and chitin contents throughout the various stages of the process vary as expected. [GRAPH: SEE TEXT] Variation of the measured total nitrogen versus calculated stoichiometric total nitrogen of the chitin-protein mixtures.

Los biodesechos de la pesca y procesado de crustáceos y moluscos son materia prima para la obtención de polímeros especializados con alto valor agregado: la quitina y el quitosano. Tradicionalmente, la quitina en esta biomasa se extrae removiendo los minerales mediante tratamientos con ácidos orgánicos o minerales y la proteína se separa con álcali diluido. Ambos, procesos, requieren grandes volúmenes de agua y generan residuos líquidos que de no ser tratados adecuadamente, resultarían sumamente agresivos al ambiente. En este estudio se investigaron las ventajas de utilizar un proceso enzimático para llevar a cabo la desproteinización de los desechos quitinosos, así como evaluar técnicas alternativas para la desacetilación de quitina de fuentes diversas. Cáscara de camarón y desechos ensilados de camarón se desmineralizaron con ácido acético 1.75 N (24 h, 25°C); el caparazón de jaiba se desmineralizó con HCI 2N (24 h, 25°C), mientras la pluma de calamar no se sometió a tratamiento ácido. La desproteinización se llevó a cabo con un extracto enzimático de páncreas porcino con actividad de proteasas de 45 x 10-3 mg de para-nitroanilida/min/mg, durante 24 h a un pH de 7.8 y a 49ºC. Este tratamiento permitió eliminar proteína presente en las materias primas, en la mayoría de tos casos, solo dejó un remanente de 10% de proteína en promedio, sin importar la fuente de la qurt1na El rendimiento de producción de quitina fue semejante a la cantidad de quitina presente en la materia prima correspondiente (quitina de cáscara de camarón ~20% quitina de ensilado de camarón, ~20%, quitina de caparazón de jaiba, ~10%, quitina de pluma de calamar, ~50%). Para la determinación grado de acetilación a partir de espectros de absorbancia de infrarroja se empleó la ecuación derivada de la correlación del cociente de la intensidad de la banda de absorción a 1560 cm-1 (amida I) sobre la intensidad de la banda a 1070 cm-1 (vibración C-O), respecto a valores del grado de acetilación, estimado por resonancia magnética nuclear de 13C en estado sólido, de quitinas y quitosanos previamente obtenidos. El grado de acetilación de las quitinas obtenidas fue de 94% para la quitina de cáscara de camarón, de 100% para la de ensilado de camarón, de 97% para la del caparazón de jaiba y del 99.7% para la quitina de pluma de calamar

Los arabinoxilanos ferulados son los principales polisacáridos no amiláceos de los granos de cereales, que se localizan en las paredes celulares del endospermo, en la capa aleurona y en el pericarpio de los mismos. Estos polisacáridos se han reportado en los cereales más importantes, como trigo (Triticum aestivum L.), centeno (Secale cereale L. M. Bieb.), cebada (Hordeum vulgare L.), avena (A. sativa), arroz (Oryza sativa L.), sorgo (Sorghum vulgare), maíz (Zea mays L.) y mijo (Panicum miliaceum L.). Recientemente se han realizado esfuerzos enfocados a la extracción de arabinoxilanos ferulados a partir de subproductos de la industria procesadora de cereales, como de los pericarpios de maíz y de trigo, así como del “nejayote” que es el agua residual de la nixtamalización del maíz. Los arabinoxilanos ferulados forman soluciones viscosas y pueden formar geles bajo la acción de ciertos agentes oxidantes. Además, presentan características físico-químicas determinantes para su capacidad gelificante. Los geles de arabinoxilanos han despertado un gran interés debido a que presentan características interesantes como: olor y sabor neutro; estabilidad al pH, a los cambios de temperatura y de concentración de electrolitos; así como una estructura macroporosa. Estas características les confieren aplicación potencial como matrices para la liberación controlada de biomoléculas en aplicaciones alimentarias y no alimentarias, lo cual podría dar valor agregado a los cereales o subproductos de cereales de los cuales pueden ser extraídos estos polisacáridos. Esta revisión incluye los reportes más recientes sobre las características fisicoquímicas y la capacidad gelificante de arabinoxilanos ferulados, tema sobre el cual ha resurgido el interés en los últimos diez años. La generación de nuevo conocimiento sobre este polisacárido y sus geles podría sentar las bases para su aplicación en distintas áreas como la agroalimentaria, la biomédica y la cosmética, entre otras.

Se estudió el proceso de formación de materiales porosos nanoestructurados de quitosano a partir de soluciones en líquidos iónicos basados en imidazolio. Se realizó la caracterización de las soluciones obtenidas de quitosano en acetato de 1-etil-3-metil-imidazolio y en acetato de 1-butil-3-metil-imidazolio. Se empleó resonancia magnética nuclear de dominio de tiempo para estimar la dinámica de las especies moleculares presentes en las soluciones. Los resultados indican la presencia de, al menos, dos poblaciones de protones en ambientes químicos distintos. Una población de protones de alta movilidad se relaciona con especies de bajo peso molecular, que no son afectadas por la presencia del quitosano. La otra población, en cambio, está conformada tanto por los protones incluidos en el polisacárido como por especies de bajo peso molecular asociados a éste, que presentan menor movilidad y son afectados por la concentración de quitosano. Por otra parte, mediante el análisis reológico se encontró que las soluciones de quitosano en los líquidos iónicos probados tienen un comportamiento de tipo newtoniano cuando su concentración es menor el 1% mientras que a mayores concentraciones se comporta como un fluido pseudoplástico. Las mediciones realizadas permitieron determinar la viscosidad intrínseca del quitosano en ambos líquidos iónicos. Los valores obtenidos son menores a los reportados para quitosano en soluciones ácidas acuosas, lo que indica que la molécula ocupa un menor volumen hidrodinámico al ser disuelta en líquidos iónicos. También se determinó la concentración crítica de solapamiento para ambos tipos de soluciones. La caracterización realizada fue útil para la formación de materiales porosos nanoestructurados, mejor conocidos como aerogeles. Para obtener dichos materiales se formaron geles físicos mediante la difusión de vapor de un agente no solvente, a partir de soluciones de quitosano al 2% (p/p) en cada líquido iónico. Se obtuvieron tres distintos tipos de ionogeles, dos por gelificación empleando etanol y uno más con agua. Los ionogeles producidos con etanol fueron empleados para obtener aerogeles mediante secado con CO2 en estado supercrítico. Los aerogeles presentaron tamaños de poro entre 31 y 46 nm, y un área superficial específica entre 350 y 480 m2/g. La estructura interna de los aerogeles se aprecia como una estructura uniforme formada por cúmulos de masa que forman una red tridimensional compacta con porosidad heterogénea.

El té verde es la segunda bebida de mayor consumo a nivel mundial debido a su composición química rica en compuestos fenólicos, siendo el galato de epigalocatequina (EGCG) el componente mayoritario. Este compuesto es de especial interés debido a sus propiedades benéficas a la salud; sin embargo, puede sufrir degradación y epimerización por efecto de las condiciones de procesamiento y tiempo de almacenamiento de los alimentos a los cuales es incorporado. Se plantea que la inmovilización de extracto de té verde en micropartículas de maltodextrina puede brindar protección ante procesos térmicos, aumentos de pH y almacenamiento. La inmovilización se llevó a cabo utilizando un extracto acuoso utilizando agua a 70 ºC con un contenido de fenoles 125.69 mg EAG/g p.s. Se empleó el método de secado por aspersión para la obtención de las micropartículas utilizando una concentración de 5% p/v de extracto de té verde y 25 % p/v de maltodextrina, la eficiencia de inmovilización fue de 63 % y el tamaño de partícula fue menor a 30 μm. Las catequinas identificadas en las micropartículas fueron galato de epigalocatequina, galato de galocatequina, epigalocatequina, epicatequina y catequina. Se realizaron pruebas de termogravimetría y calorimetría para evaluar la estabilidad térmica, los resultados mostraron un desplazamiento en la temperatura de pérdida de peso, así como la ausencia de degradación. Las micropartículas fueron almacenadas por 60 días a 25 ºC y por 30 días a pH 6 y 7. Después del periodo de almacenamiento las micropartículas conservaron entre un 25 y 15 % más el contenido de fenoles y flavonoides respectivamente. La capacidad antioxidante se conservó hasta un 10 y 30 % más en las micropartículas que el extracto libre por el método de DPPH y ABTS respectivamente. Las micropartículas de igual manera conservaron su estructura de mejor manera a diferencia del extracto libre en el cual se degradaron compuestos como EGCG y EGC. Estos resultados demuestran que la inmovilización es una barrera efectiva capaz de evitar la pérdida de compuestos fenólicos, cambios estructurales y conservación de la capacidad antioxidante de extracto de té verde. Palabras Clave: inmovilización, degradación, epimerización, capacidad antioxidante.

El ramnogalacturonano I (RG I) es parte de la pectina de la pared celular vegetal y se ha sugerido que cumple una función importante en la fisiología de la pared celular. Los cambios en ella son catalizados por enzimas como la RG liasa (RGL) dando lugar a la formación de diversos fragmentos. Actualmente, existe poca información sobre el efecto inductor de estos fragmentos en el mecanismo de defensa en frutos, y sobre sus características físico-químicas y estructurales. Por lo anterior, el objetivo fue caracterizar parcialmente el RG I de papa y sus fragmentos obtenidos por degradación enzimática de la RGL; así como determinar el efecto inductor de estos fragmentos en los niveles de actividad de enzimas de defensa en frutos de tomate. Se obtuvieron tres fragmentos mediante la degradación de RG I de papa con la enzima RGL. Se determinaron las bandas de absorción asociados a enlaces químicos mediante espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR), el peso molecular y viscosidad intrínseca por cromatografía de alta resolución de exclusión por tamaño acoplado a un detector de dispersión de luz, el perfil de azúcares neutros por cromatografía de gases y el ácido galacturónico por espectrofotometría (UV-visible). Se aplicaron dos fragmentos de RG I (F-1 y F- 2) a frutos de tomate, se evaluó la actividad enzimática de quitinasa por fluorometría y de glucanasa y peroxidasa por espectrofotometría (UV-visible) a distintos tiempos: 0, 0.5, 1, 6, 24 y 48 horas. Se observaron cambios en los espectros de FT-IR obtenidos de los fragmentos con respecto al de RG I sin fragmentar. El peso molecular promedio del RG I sin fragmentar fue de 53 kDa y la viscosidad intrínseca de 41 mL/g; mientras que los fragmentos presentaron valores más bajos. El contenido de azúcares neutros aumentó y el de ácido galacturónico disminuyó con respecto al RG I sin fragmentar. En los frutos de tomate, los niveles de la actividad de las enzimas quitinasa y peroxidasa incrementaron a la media hora posterior a la aplicación del fragmento F-2, indicando la respuesta inmediata de estas dos enzimas.

"La adhesión de Listeria monocytogenes a superficies en contacto con alimentos es una de las principales causas de contaminación cruzada en la industria alimentaria. Una de las estrategias para prevenir la adhesión bacteriana es el uso de compuestos fenólicos, ya que podrían interferir en factores clave en el proceso de adhesión como la motilidad y propiedades fisicoquímicas de la bacteria. Por lo que el presente trabajo plantea que la presencia de extractos de raquis de uva, afectan la motilidad y la adhesión de L. monocytogenes a superficies de acero inoxidable y polipropileno. Como resultados se observó que el extracto de raquis de uva Red Globe presentó mayor contenido de fenoles (68.38±2.38 mg EAG/g) y flavonoides totales (98.07±2.60 mgEQ/g), comparado con el extracto del cultivar Carignan también evaluado. En ambos extractos se observó una disminución en la adhesión de L. monocytogenes de 0.7703 – 2.215 Log UFC/cm2 en acero inoxidable y de 0.71 – 2.38 Log UFC/cm2 en polipropileno; y una inhibición total de la motilidad a partir de 4.5 y 5 mg/mL del extracto Red Globe y Carignan, respectivamente. Así mismo, ambos extractos la energía superficial de L. monocytogenes después de 2 h de contacto, afectando de esta manera el potencial de adhesión de la bacteria a ambas superficies. Por otra parte, los ácidos elágico, cafeico, protocateico, ferúlico y gálico, así como catequina, epicatequina y rutina (presentes en ambos extractos) a 10 mM, reducen la adhesión de L. monocytogenes en 0.208 – 1.603 UFC/cm2. Con lo que se demuestra el potencial de los extractos de raquis de uva Red Globe y Carignan para inhibir la adhesión de L. monocytogenes a superficies de acero inoxidable y polipropileno, así como de inhibir la motilidad y modificar el potencial de adhesión de esta bacteria."

En los sistemas de liberación controlada de fármacos, el uso de quitosano es especialmente atractivo por sus propiedades, su estabilidad y disponibilidad. Se han probado varios tipos de micropartículas de quitosano como sistemas de liberación controlada para diversos agentes terapéuticos, sin embargo, el uso de estas matrices es, por lo general, como geles hidratados. Los aerogeles se obtienen mediante el secado supercrítico y tienen un valor agregado por su porosidad y área superficial; en ellos, la fase líquida es sustituida por un gas resultando un material poroso seco que mantiene al máximo la estructura original. Esto atrae la atención en ellos para cargarlos con moléculas bioactivas y estudiar su comportamiento como agentes acarreadores. El reto en los aerogeles secados a condiciones supercríticas, es evitar arrastrar el compuesto activo durante el proceso extracción de la fase líquida (etanol) del gel. En nuestro estudio, se detalla el proceso de obtención de micropartículas porosas nanoestructuradas cargadas con nobiletina como molécula modelo. Se utilizaron condiciones supercríticas de 150 bar y 40 °C con un volumen total de CO2 de 250 L durante el proceso de secado. Las micropartículas porosas nanoestructuradas se encontraron en un rango de los 100 a los 600 μm, con formas de elipse. Estas presentan una estructura interna granular aglomerada. El valor de área superficial específica fue de 153.8 ± 6.08 m2/g, con volumen de poro de 0.4 cm3/g. Las micropartículas se encuentran dentro del rango de los materiales mesoporosos. Tras el proceso de secado permaneció el 43.2% de la nobiletina cargada en las micropartículas, lo que representa una proporción de 1.5 mg de nobiletina por gramo de micropartículas de quitosano. Palabras clave: quitosano, micropartículas, secado supercrítico, aerogeles, nobiletina.

A partir de la década de 1990, las exportaciones de carne de cerdo mexicana se incrementaron de forma acelerada, desde 494 hasta 64,464 toneladas en 2011, las cuales están dirigidas principalmente al continente asiático, particularmente a Japón. Sin embargo, debido a que la carne es un alimento altamente perecedero y susceptible a deteriorarse, se hace necesario buscar nuevas formas de conservación para prolongar su vida útil. Por lo anterior, se elaboraron y evaluaron recubrimientos comestibles a base de quitosano y extractos de té verde, para aplicarse en carne de cerdo. Se evaluaron dos recubrimientos elaborados a base de quitosano y extractos de té verde [industrial (EI) y experimental (EE)], a diferentes concentraciones (0.05, 0.1, 0.5 y 1%, p/p). Los recubrimientos fueron evaluados de acuerdo a sus propiedades mecánicas y de color, además de la capacidad antioxidante, al igual que a los extractos. Los resultados muestran que el EI presentó mayor contenido de flavonoides que EE (15.20 y 6.49%), así como de fenoles totales (58.26 y 43.31%). Respecto a la capacidad antioxidante, el EI demostró inhibir en mayor medida al radical DPPH, observándose el mismo comportamiento en los recubrimientos. Los tratamientos con adición de 0.05 y 0.1% de ambos extractos, mostraron mayores porcentajes de elongación, mientras que respecto al color, los valores de a* y b* aumentaron conforme se incrementó la concentración de los extractos; aunque L* disminuyó por la adición del EI en el recubrimiento. La evaluación de la capacidad antibacteriana tanto del quitosano como de los extractos se observó diferenciada para cada tipo de bacteria, observándose un retraso en el crecimiento para todas las bacterias sin importar el tipo de extracto (p>0.05). En base a los resultados obtenidos se eligió aplicar el recubrimiento adicionado con EI en concentraciones de 0, 0.1 y 0.5% sobre carne de cerdo fresca (M. L. dorsi), en esta etapa se observó una disminución (p

Los arabinoxilanos (AX) son polisacáridos heterogéneos no amiláceos presentes en varios tejidos de cereales. Los AX tienen la capacidad de formar geles covalentes mediante el acoplamiento oxidativo del ácido ferúlico (AF) por acción de un agente entrecruzante como la enzima lacasa. Las propiedades de los geles de AX dependen de las características estructurales del polisacárido. El contenido de proteína en AX es una de las características cuyo impacto en la gelificación del polisacárido no ha sido investigado a profundidad. El objetivo del presente estudio fue remover la proteína asociada al AX mediante tratamientos enzimáticos (proteasa, O-glicosidasa) para investigar el tipo de enlace AX­proteína y evaluar el efecto de esta modificación enzimática en las características viscoelásticas y microestructurales de los geles de AX formados. En una primera etapa de la investigación, los AX extraídos de granos secos de la destilería con solubles (DDGAX) fueron caracterizados. Estos presentaron una pureza del 64% (p/p), un peso molecular promedio de 209 kDa, un contenido de AF de 6.05 µg/mg AX, una proporción A/X de 1.08, una viscosidad intrínseca de 292 ml/g y un contenido de proteína de 8.2%. El tratamiento con proteasas de DDGAX redujo el contenido proteico en un 54% y modificó las características microestructurales de los geles formados. La eliminación parcial de la proteína no modificó (p>0.05) las características reológicas de los geles. En una segunda etapa, los DDGAX dializados (DDGAXD) fueron sometidos a un tratamiento con la enzima O­glicosidasa para eliminar la proteína e identificar el enlace carbohidrato­aminoácido en la asociación AX-proteína. La proteína asociada a DDGAX presentó un rango de peso molecular de 6 a14 kDa. Se identificó la secuencia parcial ATWEGER (alanina, treonina, triptófano, ácido glutámico, glicina, ácido glutámico y arginina), correspondiente a un fragmento de la proteína de DDGAX.

"El presente trabajo tuvo como objetivos desarrollar envases activos antioxidantes con astaxantina proveniente de extracto de flor de cempasúchil (Tagetes erecta), evaluar su efecto en la estabilidad oxidativa de aceite de soya y determinar la difusión de astaxantina y carotenoides totales hacia simulantes de alimentos y al mismo aceite. Se elaboraron películas mediante el proceso extrusión-soplo de polietileno de baja densidad (PEBD, denominada MM), bicapa de polietileno de alta densidad coextruida con PEBD (PEAD/PEBD, denominada BM), y bicapa de PEAD adicionada con 2% de dióxido de titanio (TiO2) coextruida con PEAD (PEAD-2%TiO2/PEAD, denominada BDM) con 2.90, 3.60 y 2.19% de extracto de flor de cempasúchil en sus capas internas, respectivamente. Se elaboraron bolsas con las películas y se envasó aceite de soya para evaluar el efecto antioxidante del extracto sobre el aceite, encontrándose un efecto positivo en la estabilidad oxidativa. Se estudió la migración de astaxantina desde las películas MM y BM hacia etanol al 95% a temperaturas entre 10 y 40 ºC. También, se estudió la migración de carotenoides totales desde las tres películas hacia aceite de soya en el mismo rango de temperaturas. Adicionalmente, se evaluó el efecto de la temperatura en la difusión de astaxantina o carotenoides. Las cinéticas de difusión de astaxantina desde las películas MM y BM hacia etanol al 95% mostraron un comportamiento Fickiano con coeficientes de difusión entre 1.53 y 32.67x10-11 cm2/s. El efecto de la temperatura en los coeficientes de difusión de astaxantina siguió un modelo tipo Arrhenius con energías de activación de 101.75 y 47.11 kJ/mol para las películas MM y BM, respectivamente. Las cinéticas de difusión de carotenoides desde las películas MM, BM y BDM hacia aceite de soya también mostraron un comportamiento Fickiano con coeficientes de difusión entre 1.56 y 28.66x10-11 cm2/s. El efecto de la temperatura en la difusión de carotenoides en las películas BDM siguió un modelo tipo Arrhenius, con una energía de activación de 53.66 kJ/mol. Estos resultados muestran el uso potencial de la astaxantina y el extracto de flor de cempasúchil como aditivo activo en el envasado de alimentos grasos, ya que la temperatura tuvo un efecto moderado en la difusión de astaxantina y carotenoides en un rango que representa condiciones de transporte, almacenamiento y comercialización de alimentos en regiones con clima frío, templado y caliente.

"El quitosano (Qs) es un polisacárido considerado atractivo por sus características fisicoquímicas y propiedades funcionales. Recientemente se ha empleado para generar materiales porosos nanoestructurados nombrados aerogeles. Se ha visto que dependiendo del solvente utilizado para solubilizar el Qs y manteniendo las mismas condiciones de proceso, se generan aerogeles con características estructurales diferentes. Es por esto que para estudiar el efecto del tipo de estructura se han evaluado las propiedades funcionales básicas de aerogeles provenientes de distintas soluciones de quitosano. Se utilizaron tres diferentes sistemas solventes para disolver el quitosano, ácido acético 0.3 M (HAc), ácido clorhídrico en concentración estequiométrica para la protonación del quitosano (HCl) y formaldehido bisulfito de sodio (FBS). De estas soluciones se formaron geles físicos que fueron secados con CO2 en estado supercrítico para la formación de tres tipos de aerogeles (AQsHAc, AQsHCl y AQsFBS). Los aerogeles se caracterizaron por espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier y termogravimetría. Se observaron los mismos patrones del Qs del cual provienen descartando así posibles derivatizaciones durante el proceso. La morfología de los aerogeles de AQsHAc y AQsHCl presentó estructuras aglomeradas y el AQsFBS filamentosas. Aerogeles de AQsHAc y AQsHCl mostraron un patrón de hinchamiento similar a diferentes temperaturas, alcanzando su máximo (Weq = 2.4-4.5) a los pocos minutos. Los AQsFBS en cambio le tomó horas alcanzar su máximo hinchamiento. Se observó una mayor dependencia de la difusión de agua a temperaturas por encima de los 40 ºC. Se evaluó la capacidad de adsorción de albúmina de suero bovino en los distintos aerogeles, que lograron cargas máximas sobre los 340 mg BSA / g aerogel en tiempos de adsorción similares (50 h). Los aerogeles AQsHCl mostraron mayor eficiencia en la retención de actividad de proteasa tipo XIV de Streptomices Griseus (18.3 %), aunque los otros tipos de aerogel mostraron con un comportamiento similar. Los aerogeles se sometieron a un proceso de derivatización química, sin embargo no se lograron observar cambios significativos en su composición química"

"En la industria pesquera durante el procesamiento de la jaiba se generan grandes cantidades de residuos. Estos residuos, que oscilan entre el 50 y 70 % del total de la pesca, estos han sido utilizados como una fuente de quitina, proteína y pigmentos, pero no de minerales a pesar de ser este el componente mayoritario. Los procesos de obtención de quitina incluyen una etapa de desmineralización del caparazón de jaiba lo que generalmente se realiza mediante tratamiento con ácido. El uso de ácidos orgánicos en la etapa de desmineralización permite producir sales orgánicas que podrían ser utilizadas en la industria alimentaria. El objetivo de este trabajo fue utilizar ácido láctico para la desmineralización de exoesqueleto de jaiba y producir lactato de calcio, además ver el efecto de esta desmineralización sobre la quitina aislada. La etapa de desmineralización fue optimizada mediante la metodología de superficie de respuesta para tres factores (concentración de ácido láctico, tiempo de reacción y relación sólido a líquido), la variable de respuesta fue el porcentaje de desmineralización. El análisis de varianza mostró que el modelo fue significativo (p=0.000) mientras que la falta de ajuste no lo fue (p=0.069). El coeficiente de correlación (R2) fue de 0.9421. Las condiciones óptimas de desmineralización encontradas fueron: una concentración de 7% de ácido láctico, un tiempo de reacción de 3.5 h y una relación de sólido a líquido de 1:33 g:mL. Empleando estos datos como condiciones experimentales se obtuvo un porcentaje de desmineralización de 99.3, comparable con lo obtenido por el método convencional. Se estandarizó la recuperación del lactato de calcio contenido en el sobrenadante de la desmineralización con un rendimiento promedio de 75% (p/p), este fue identificado por Espectroscopia de Infrarrojocon Transformada de Fourier. En la caracterización fisicoquímica de quitinas, se encontró la quitina obtenido por el método convencional contenía una pequeña cantidad de impurezas, con un 98,85% de quitina en su composición. La quitina obtenida por el método propuesto resultó con 90,89% de quitina; esta contenía proteínas y lípidos. No se encontraron diferencias en el grado de acetilación, pero en el peso molecular de la quitina obtenida por el método propuesto era ligeramente más pequeño que la quitina obtenida por el método convencional. Palabras clave: quitina, desmineralización, ácido láctico, lactato de calcio"

LOS METODOS QUE SE UTILIZAN PARA OBTENER QUITINA SE CONSIDERAN METODOLOGIAS DE AISLAMIENTO, PUES SE BASAN EN LA REMOCION DE PROTEINA Y MINERALES. EL GRUPO DE BIOPOLIMEROS HA PROPUESTO UN METODO DE EXTRACCION DE QUITINA, BASADO EN LA DISOLUCION DE LA CASCARA DE CAMARON. ES POR ESTO QUE EL OBJETIVO DEL PRESENTE TRABAJO FUE DTERMINAR LAS CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS Y PROPIEDADES FUNCIONALES BASICAS DE QUITINA EXTRAIDA DIRECTAMENTE DE DESECHOS DE CAMARON. SE COMPARO ESTA QUITINA CON QUITINA AISLADA OBTENIDA POR METODOS TERMOQUIMICOS TRADICIONALES. ADEMAS SE PREPARO UNA QUITINA MICROCRISTALINA PARTIENDO DE QUITINA AISLADA LA CUAL SE UTILIZO PARA HACER COMPARACIONES ADICIONALES DE LAS PROPIEDADES FUNCIONALES. LAS CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS MUESTRAN RESULTADOS SIMILARES ENTRE QUITINA EXTRAIDA Y QUITINA AISLADA. LA PUREZA DE LOS PRODUCTOS DE AMBOS PROCESOS FUE SIMILAR, ALREDEDOR DEL 90%. LA PROTEINA REMANENTE EN QUITINA EXTRAIDA FUE MENOR AL 1%, SIENDO LOS PRINCIPALES AMINOACIDOS REMANENTES HISTIDINA Y ARGININA. LA MATERIA INORGANICA REMANENTE EN QUITINA EXTRAIDA FUE DE 1.5%, SIENDO EL CALCIO EL MINERAL PREDOMINANTE. EL GRADO DE ACETILACION PARA QUITINA EXTRAIDA FUE ESTIMADO EN 90%. MIENTRAS QUE PARA QUITINA AISLADA FUE DEL 70%. EL PESO MOLECULAR DE LA QUITINA EXTRAIDA RESULTO TRES VECES MENOR QUE EL DE QUITINA AISLADA. EL INDICE DE CRISTALINIDAD DE LA QUITINA EXTRAIDA FUE SIMILAR A LA DE LA QUITINA MICROCRISTALINA Y CONSIDERABLEMENTE MENOR A LA DE LA QUITINA AISLADA. PRUEBAS DE CINETICA DE DESACETILACION DE LAS QUITINAS OBTENIDAS PERMITIERON OBSERVAR QUE LA QUITINA EXTRAIDA SE DESACETILA EN MENOR TIEMPO. ADEMAS SE HIZO UNA CINETICA DE POLIMERIZACION ENZIMATICA CON LIZOSIMA DE HUEVO, DONDE LA QUITINA EXTRAIDA FUE LA SUSCEPTIBLE A LA ACCION DE DICHA ENZIMA COMPARADA CON LA QUITINA AISLADA.

Los arabinoxilanos ferulados (AXF) son polisacáridos capaces de formar geles covalentes por acción de agentes oxidantes como la lacasa y la peroxidasa. Dicha oxidación favorece el acoplamiento de las cadenas de arabinoxilanos mediante la formación de dímeros (di-AF) y trímeros (tri-AF) de ácido ferúlico, dando lugar al gel. Las propiedades funcionales del gel de arabinoxilanos dependen de sus características estructurales y viscoelásticas. El objetivo de esta investigación fue estudiar el efecto del tipo de enzima entrecruzante en las características estructurales y viscoelásticas del gel de arabinoxilanos ferulados del pericarpio de maíz provenientes de un proceso de nixtamalización (AXF-PN). En este estudio fueron extraídos y caracterizados AXF-PN utilizando condiciones alcalinas suaves. Los AXF-PN extraídos presentaron una pureza del 85 % (p/p), una relación A/X de 0.75, un contenido de ácido ferúlico de 0.25 µg/mg, una viscosidad intrínseca de 268 mL/g y un peso molecular de 197 kDa. Se evaluó la capacidad de gelificación de los AXFPN utilizando lacasa o peroxidasa como agente entrecruzante. Los parámetros estructurales de los geles de AXF-PN inducidos con lacasa o peroxidasa presentaron diferencias (p

"Los solventes eutécticos son un tipo de líquidos iónicos formados por sales o mezclas de sales que a una cierta proporción de los componentes y después de fundirse, permanecen líquidos a temperaturas relativamente bajas. Estos fluidos poseen propiedades de solubilidad interesantes por lo que podrían disolver tanto compuestos bioactivos insolubles en agua como polisacáridos hidrosolubles. En este trabajo se prepararon solventes eutécticos basados en cloruro de colina con sustancias biocompatibles. De las mezclas evaluadas se seleccionaron cinco las cuales permanecieron líquidas y estables a temperatura ambiente, además de presentar viscosidad adecuada para la preparación de soluciones. Los solventes eutécticos seleccionados fueron caracterizados fisicoquímicamente. El análisis de identidad molecular de éstos mediante espectroscopía de infrarrojo no muestra evidencia de reacción entre los componentes. Además presentaron altos valores de conductividad que estuvieron inversamente relacionados a la viscosidad de la mezcla. En general la viscosidad de los solventes eutécticos fue mayor a la de solventes comunes pero similar a la reportada para otros líquidos iónicos. Se evaluó la solubilidad de un compuesto bioactivo insoluble en agua, el ácido caféico y dos polisacáridos, el quitosano y la goma de mezquite, en los solventes eutécticos seleccionados. En general fue posible preparar soluciones de ácido caféico hasta el 5 %. Con la goma de mezquite se obtuvieron soluciones de hasta 20 % con el solvente preparado con ácido láctico. El quitosano fue prácticamente insoluble en las condiciones evaluadas. Las mezclas de las soluciones de ácido caféico y goma de mezquite en estos líquidos fueron miscibles dando mezclas homogéneas y estables. Se considera que los solventes eutécticos pueden ser un medio de miscibilidad de compuestos bioactivos insolubles en agua como el ácido caféico y de polisacáridos hidrosolubles como la goma de mezquite."

Este trabajo presenta una alternativa de uso de Opuntia ficus-indica como fuente de fibra para la elaboración de papel, y tuvo como objetivo obtener fibras de Opuntia ficusindica mediante un proceso químico-mecánico para elaborar hojas de papel a nivel laboratorio, así como evaluar sus características mecánicas y predecir su uso. Primero, se determinó la composición química de Opuntia ficus indica y mediante microscopia se determinaron las dimensiones de sus fibras. Con los datos derivados se establecieron el factor de Runkel, coeficiente de rigidez, coeficiente de flexibilidad y coeficiente de esbeltez. Posteriormente y mediante un proceso químico-mecánico se obtuvo pulpa de Opuntia ficus-indica. El proceso de pulpeo químico se estableció mediante un diseño completamente al azar con arreglo factorial 23 . Con la pulpa obtenida se elaboraron hojas a nivel laboratorio y se evaluó su calidad mediante la determinación de la resistencia a la tensión, deformación, longitud de ruptura, resistencia al estallido, resistencia al rasgado, resistencia al doblez, porosidad y color. Finalmente, se elaboraron hojas de papel con diferentes proporciones de pulpa de Opuntia ficus-indica y pulpa de Pinus radiata para evaluar el efecto de la combinación de pulpas sobre la calidad del papel y predecir su uso. La composición química de los cladodios de Opuntia ficus-indica reveló que posee un contenido en base seca de 61.6% de holocelulosa, 53.7% de a-celulosa y 2.38% de lignina. Las fibras de Opuntia ficus-indica son cortas con una longitud promedio de 1.1 mm, un diámetro de 18.8 μm, diámetro de lumen de 12.1 μm y 4.3 μm de grosor de pared. El factor de Runkel obtenido fue de 0.8 equivalente a un grado 111 que sitúa las fibras de Opuntia ficus-indica como buenas para elaborar papel. La pulpa presentó un número de Kappa de 29.6, rendimiento en rechazos de 0.2% y rendimiento en pulpa de 32.1%. Las hojas elaboradas con pulpa de Opuntia ficus-indica presentaron las siguientes propiedades: 36 Nm·g-1 de índice de tensión, 1.7% de deformación, 3.7 km de longitud de ruptura, 7.3 mNm2 ·g-1 de índice de rasgado, 2.9 KPa-m2-g-1 de índice de explosión, 166 dobleces de resistencia al doblez y de poro cerrado. Las hojas elaboradas con mezclas de diferentes proporciones de pulpa de Opuntia ficus-indica y pulpa de Pinus radiata mostraron que mezclando 40% o menos de pulpa de Opuntia ficus-indica con pulpa de Pinus radiata, se mantienen sus propiedades mecánicas comparadas con las de las hoja

Las pectinas son polisacáridos presentes en cáscaras cítricas o pulpas frutales y que presentan un amplio potencial en la industria alimenticia y farmacéutica debido a las propiedades de sus geles. El primer objetivo de este trabajo fue la obtención y caracterización de pectina proveniente de la cáscara de naranja de variedad Valencia cultivada en el Estado de Sonora y del bagazo proveniente de su extracción de jugo. La extracción de pectina se realizó en medio ácido (HCl y HNO3) y con quelantes (ácido oxálico:oxalato de amonio) a 85°C y agitación constante, variando parámetros como tamaño de partícula, medio de extracción, relación solvente:sólido, tiempo y número de extracciones. Los resultados demuestran que los rendimientos son mayores al emplear cáscara triturada, relación 1: 10 sólido:solvente, aumentando tiempos de extracción a 60 min y realizando dobles extracciones. Se obtienen también rendimientos relativamente mayores utilizando como medio de extracción ácidos diluidos en vez de quelantes, ya que por este último se necesita una subsecuente purificación que subestima rendimientos. La cáscara de naranja Valencia resultó una fuente atractiva pectina con rendimientos de extracción de hasta un 26.8 %. El efecto del proceso de extracción supercrítica con CO2sc sobre la cáscara antes del aislamiento de la pectina, permite elevar el rendimiento hasta cercade un 33%.

La preparación de andamiajes poliméricos porosos con fines biomédicos es un área de desarrollo vertiginoso en los últimos años, para lo cual es necesario que los polímeros que se utilicen sean biodegradables y biocompatibles. Al mismo tiempo se debe señalar que la utilización de polímeros naturales para generar materiales inteligentes es un campo que ha atraído mucho la atención en los últimos años. El objetivo principal de esta tesis fue generar estructuras porosas interconectadas, a partir de hidrogeles a base de quitosana y del copolímero quitosana-g-NIPA, utilizando la tecnología de extracción supercrítica y evaluar las propiedades de los materiales obtenidos. En la primera etapa de este trabajo se realizaron estudios de hinchamiento comparativo de membranas de quitosana en agua y etanol, mismos que mostraron que el hinchamiento en agua es mayor que en etanol, lo cual está favorecido por las interacciones de largo alcance, Al momento de cambiar la membrana hinchada en agua a etanol ésta se contrae. Con el empleo de la técnica de extracción supercrítica, se pudo obtener andamiajes porosos a partir de alcogeles de quitosana y del copolímero quitosana g-NIPA entrecruzados covalentemente con genipita. La caracterización de estos materiales se llevó a cabo mediante estudios de hinchamiento, determinaciones microcalorimétricas y microscopía electrónica de barrido diferencial. La dependencia con la temperatura del coeficiente de difusión del hinchamiento de los andamiajes de quitosana con una relación tipo Arrhenius mostró la existencia de dos energías de activación (14.7 y -6.6 kJ/mol a bajas y altas temperaturas, respectivamente), lo que indica un cambio abrupto a temperaturas por encima de 35°C, lo cual debe ser producto de la aparición de un proceso diferente al de difusión. Los andamiajes del copolímero quitosana-g-NIPA mostraron, simultáneamente, sensibilidad al pH del medio y a la temperatura. Se observó que con la neutralización de la cadena ocurre un desplazamiento de la temperatura de transición hacia temperaturas más bajas. La transición de fases va acompañada de una contracción en el hinchamiento del andamiaje poroso y tiene un carácter reversible independientemente del pH del medio.