FRRE - Producción de Investigación

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    Secado solar con control de temperatura de aire de vegetales y productos elaborados de alimentación fisiológica saludable
    (UCSA (Universidad Del Cono Sur De Las Américas). Asunción. Paraguay, 2025-08-29) Spotorno, Rubén Ángel; Pochettino, Juan José; Sosa, Carola Andrea; Sequeira, Alfredo Fabián
    En el presente trabajo se expone los resultados obtenidos de los ensayos experimentales de secado solar de vegetales y productos elaborados de alimentación fisiológica saludable. Se obtuvieron resultados alentadores de los ensayos realizados, para diferentes condiciones climáticas. El control de temperatura del aire de secado funcionó correctamente, no superando la temperatura de 45ºC, de manera tal de conservar la calidad nutricional de los vegetales y productos elaborados. Además, se realizaron ensayos fisicoquímicos a los vegetales y productos elaborados antes y luego del proceso de deshidratación, como ser: humedad, nitrógeno, potencial de pardeamiento, polifenoles totales y capacidad antioxidantes. Los resultados derivados de este estudio, proporcionan información para predecir y controlar los cambios en la calidad de productos deshidratados. El proceso de secado, que asegura como valor máximo la temperatura del aire de secado de 45ºC, resulta adecuado para la conservación de los alimentos manteniendo las características nutricionales de los mismos y generando un escaso costo de calidad en términos de pardeamiento.
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    Aislamiento de almidones de fuentes no convencionales de la región del NEA para la obtención de películas comestibles
    (Universidad Nacional de Córdoba, 2024-10-16) Kupervaser, María Gabriela; Otálora González, Carlos; Traffano Schiffo, María Victoria; Flores, Silvia Karina; Sosa, Carola Andrea
    El almidón es un biopolímero que se obtiene principalmente de materias primas convencionales como maíz, papa y yuca. Sin embargo, se lo puede encontrar en otras fuentes no convencionales y subutilizadas como raíces, tubérculos, frutos, y semillas, entre otros. El objetivo del presente trabajo fue aislar almidón de: kernel de mango (AM), grano de sorgo colorado (AS) y pulpa de batata (AB) para su caracterización y posterior uso en la elaboración de películas comestibles. Se llevó a cabo el acondicionamiento de la materia prima para la extracción: lavado, secado por convección y reducción de tamaño. Los polvos se suspendieron en agua (1:3) con agitación continua y posterior filtrado, el cual se decantó durante 2 h a 4°C. El almidón obtenido se lavó con agua destilada, se centrifugó sucesivas veces y se secó en un horno con convección. El rendimiento de extracción se calculó en base al peso seco del polvo, obteniendo 25% (AM), 21% (AS) y 20% (AB). Los rangos de composición proximal (%) obtenidos fueron: proteínas entre 3,7 (AB) y 8,3 (AM); grasa 1,3 (AB) y 3,9 (AM); fibra 3,1 (AB y AS) y 6,8 (AM). La distribución de tamaño de partícula (𝜇m) estuvo entre 10,74 (d(0.1)) y 48,90 (d(0.9)) para AS; 8,56 y 89,30 para AM; y 8,88 y 42,60 para AB. El contenido de amilosa (%) fue de 38,9±0,7, 32,3±0,4 y 27±2 para AS, AM y AB respectivamente. Para determinar el color se analizaron los parámetros CIELab en donde AB fue el más luminoso (L*=82,12±0,47), AM obtuvo mayor componente amarillo (b*= 15,75±0,04) y AS mayor componente roja (a*= 5,75±0,01). En cuanto a las propiedades de pasting, el pico de mayor viscosidad se observó para AM (412±2 cP), posiblemente vinculado al mayor tamaño de los gránulos y capacidad de hinchamiento. La viscosidad final más alta se observó para AB (635±12 cP), lo cual podría estar relacionado con el mayor contenido de amilopectina. Se obtuvieron películas flexibles (P) por el método de casting utilizando una proporción de: 4,2% almidón, 1% glicerol y 94,8% agua, con espesores (mm) promedios de 0,115±0,006 (PAS), 0,142±0,009 (PAB) y 0,102±0,006 (PAM). En cuanto a las propiedades mecánicas, la deformación a la ruptura fue mayor para PAS (0,1014±0,035) en comparación con PAM (0,050±0,001) y PAB (0,081±0,011) mientras que, el esfuerzo a la ruptura fue similar para todos los sistemas con un valor promedio de 13,5±1,2 MPa. El módulo de Young (MPa) fue de 239±40 (PAB), 275±17 (PAS) y 346±39 (PAM). La permeabilidad al vapor de agua (WVP, g/Pa m s) fue de 1,02E-09 (PAS), 2,04E-10 (PAM) y 2,51E-10 (PAB). Los parámetros CIELab para las películas conservaron la misma tendencia que los almidones correspondientes, PAB (L*=88,2±0,1), PAM (b*=15±1) y PAS (a*=3,1±0,4). Se puede concluir que los almidones estudiados mostraron muy buena capacidad espesante y filmógena. Todas las películas obtenidas presentaron propiedades mecánicas adecuadas, mientras que PAB Y PAM tuvieron mejor propiedad de barrera. Estas características resultan promisorias para la producción de materiales alternativos biodegradables de aplicación en el empaquetamiento de alimentos.
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    Utilización de fibra de batata (Ipomoea batatas, L) y mandioca (Manihot esculenta) como agentes texturizantes de gummies saludables
    (Universidad Nacional de Córdoba, 2024-10-16) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia Del Carmen; Sosa, Carola Andrea
    El consumo de alimentos con bioingredientes es una estrategia efectiva para mejorar el bienestar general. Estos son componentes naturales, tales como fibras, que se incorporan para mejorar el perfil nutricional y funcional. Así mismo, las fibras, además de favorecer la digestión de los alimentos y la producción de vitaminas B y K, pueden influir significativamente en la textura, afectando la viscosidad, masticabilidad y retención de humedad. En el nordeste argentino se producen batatas (Ipomoea batatas, L.) (B) y mandiocas (Manihot esculenta) (M), cuyas cáscaras poseen grandes cantidades de fibra que se pueden utilizar como agentes texturizantes de alimentos reducidos en azúcares. En este trabajo se propone estudiar la incorporación de fibras obtenidas de dichos vegetales en la formulación de gummies reducidas en calorías. Las fibras se obtuvieron de las cáscaras mediante un proceso optimizado, utilizando etanol 96%/30°C/44 min y una posterior deshidratación a 45 °C durante 22 h. Se ensayaron 2 formulaciones conteniendo 5% de cada fibra, 40 % de sacarosa, 60 % de una mezcla de edulcorantes sorbitol/stevia (80/20), gelatina, jarabe de glucosa, agua, ácido cítrico y esencia de frutilla, y se compararon con un control (0% fibra, 100% sacarosa). Se evaluaron parámetros de textura realizando ensayos de penetración (firmeza), compresión (dureza) y análisis de perfil de textura (TPA) que determinó cohesividad, adhesividad, dureza y gomosidad. Se utilizó un analizador de textura (EZ LX Test Shimadzu Texture Analyzer (Suzhou, Jiangsu, China)). Además, se analizaron parámetros fisicoquímicos: actividad de agua (aw) - con equipo AquaLab, humedad (Xw) - método AOAC 930.15, 2000 y parámetros de color (L*, a*, b*) - colorímetro Minolta CIELab. Los resultados mostraron que no existen diferencias significativas (p>0,05) entre el control y ambas formulaciones respecto a la firmeza y dureza, con valores promedios de 0,18597±0,00812 N y 0,02079±0,00253 N/mm2, respectivamente. Por su parte, se registró una mayor cohesividad en las formulaciones adicionadas de fibra, tanto de batata (0,5962±0.0206%) como de mandioca (0,3732±0.0528%), comparadas con la muestra control (0,002±0,0001%), observándose el mismo efecto en el parámetro gomosidad (5,4613±0.0203 N para B; 3.1473±0.0608 N para M; 0,3109±0,0002 N para control). Sin embargo, las gummies adicionadas de fibra de batata presentaron menores valores de adhesividad (0.00025±0.0003 J) que las de mandioca y el control (0.00567±0.00105 J; p>0,05). Las muestras estudiadas no presentaron diferencias significativas (p>0,05) en la dureza evaluada por TPA, con valores promedio de 8.2469±0.7889 N. Con respecto a aw y Xw no se vieron influenciados por la adición de fibras (p>0,05) siendo 0,844±0,025 y 19,3954±0,1801%, respectivamente. Las muestras adicionadas de fibra de mandioca presentaron mayores niveles de luminosidad (L*=60,46±1,40), y en general, los valores positivos de a* y b* indicaron tonalidades rojizas y amarillas (a*=5,76±0,463, b*=10,334±0,597), con mayor intensidad que las adicionadas con B (L*=898±0,707, a*=4,98±0,2, b*=6,614±0,302). Los resultados de este trabajo demuestran la posibilidad de utilizar fibras de residuos vegetales autóctonos del NEA, como agentes texturizantes de confituras, frente a la reducción de azúcares. Esta alternativa permitiría la mejora nutricional del producto, y, también, ayudaría a mantener las propiedades reológicas características de este alimento.
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    Residuos agroindustriales como fuente de bioingredientes : su utilización para el desarrollo de nuevos alimentos
    (Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER), 2024-08-21) Giménez, Cecilia Gabriela; María Victoria, Traffano Schiffo; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia Del Carmen; Sosa, Carola Andrea
    La elaboración de alimentos fortificados es un área de creciente interés en la industria alimentaria debido a su potencial para contribuir a la mejora de la nutrición en las comunidades, especialmente las más vulnerables. Las batatas (Ipomoea batatas, L.) son una fuente importante de carbohidratos, vitaminas y minerales, y sus subproductos pueden ser aprovechados de manera eficiente para aumentar el valor nutricional de una amplia gama de alimentos. La peridermis de esta raíz es rica en fibra dietaria, importante por su función prebiótica que favorece el equilibrio de la microbiota, fundamental en la digestión de alimentos, producción de vitaminas B y K, y estimulación del sistema inmune. En este trabajo se evaluó la factibilidad de obtener fibra dietaria a partir de subproductos de la producción de batatas, y utilizarla como bioingrediente en la elaboración de confituras para mejorar el perfil nutricional. La fibra dietaria se extrajo del tejido externo de las raíces, utilizando etanol 96%/30°C/44 min y posterior deshidratación a 45 °C durante 22 h. Se ensayaron 2 formulaciones de confituras: con 3 y 5% de fibra dietaria, 50 % de sacarosa y 50 % de edulcorantes sorbitol/stevia (80/20), gelatina, jarabe de glucosa, agua, ácido cítrico, esencia de frutilla. Se aplicó un análisis sensorial cualitativo descriptivo (QDA) con 10 jueces entrenados, quienes evaluaron los atributos adhesividad, arenosidad y gomosidad, utilizando una escala de 1 a 9, tomando como referencias confituras comerciales con sacarosa y sin adición de fibra. Asimismo, se determinaron los parámetros fisicoquímicos y nutricionales: actividad de agua (aw) - con equipo AquaLab, humedad (Xw) - método AOAC 930.15, 2000, parámetros de color (L*, a*, b*) - colorímetro Minolta CIELab, contenido de fibra bruta (FB) - Método químico gravimétrico, contenido de polifenoles totales (PFT) – método de Folin Ciocalteu, y actividad antioxidante (CA) - método de FRAP. Según los resultados arrojados por el QDA, las confituras con 5% de fibra presentaron mayor adhesividad (5,2±0,2) y arenosidad (5,0±0,6) que las del 3% (3,0±0,3 y 3,0±0,6, respectivamente) (p<0,05), mientras que el atributo gomosidad fue similar (p>0,05) para ambas formulaciones (1,5±0,4). Cabe destacar que, estos atributos estuvieron en un rango medio-bajo con respecto a las confituras utilizadas como referencias. Para los parámetros fisicoquímicos, no se encontraron diferencias significativas (p>0.05) entre ambas confituras, siendo aw= 0,83±0,43, Xw=19.39±0.18 kgH20/kgms, L*=34,76±0,76, a*= 4,42±0,99, b*= 4,14±0,66; FB= 0,34±0,05 %; PFT= 0,062±0,003 gác.G./L, como promedios entre ambas. Sin embargo, las muestras con mayor contenido de fibra (5%) exhibieron una mayor CA (p<0.05), siendo dicho valor de 68,13±4,68 mgFeSO4.7H2O/100gmuestra, comparado con 42,41±3,37 mgFeSO4.7H2O/100gmuestra para 3%. Con relación a Xw y aw exhibidas por ambas formulaciones, sugieren la baja probabilidad de desarrollo de bacterias, siendo necesario ensayos de vida útil para corroborarlo. En conclusión, se pueden elaborar confituras fortificadas con 3 y 5% de fibra dietaria extraída de cáscaras de batata, con atributos sensoriales y fisicoquímicos característicos de las confituras comerciales típicas, con sustancial aporte de compuestos bioactivos, resaltando el aprovechamiento de subproductos de la actividad agroindustrial regional.
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    Optimización del proceso de extracción de fibra dietaria a partir de mandiocas (Manihot esculenta) autóctonas de la región del nordeste argentino
    (2023-10-04) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia; Sosa, Carola Andrea
    La mandioca (Manihot esculenta), es una raíz tuberosa consumida en muchas partes del mundo y producida ampliamente en el Nordeste argentino (Chaco, Corrientes, Formosa y Misiones). Es una fuente significativa de fibra dietaria (FD), por lo que la extracción de este componente y su posterior incorporación a alimentos agregaría valor a la producción regional. La FD (principalmente celulosa, hemicelulosa y pectinas) puede ser soluble o insoluble en agua. La primera, es importante en la digestión humana ya que se hincha y forma un gel que afecta la viscosidad del contenido intestinal, ralentiza la absorción de nutrientes y brinda saciedad por más tiempo. Por su parte, la fibra insoluble, es más resistente a la descomposición durante la digestión, ayuda a aumentar el volumen de las heces y acelera el tránsito intestinal, previniendo el estreñimiento. En este trabajo, se propone optimizar el proceso de extracción de FD a partir de mandiocas, mediante un diseño de superficie de respuesta. Para ello, las raíces se lavaron y pelaron; la pulpa se laminó y la cáscara se cortó en cuadrados. Luego, ambas matrices se maceraron con etanol 96° (durante tiempos establecidos en el diseño), se filtró con un lienzo y se secó con convección forzada de aire a 45 °C durante 24 h. Seguidamente, se redujo el tamaño y tamizó con malla ASTM 35 (500 μm). Para la evaluación de los parámetros de extracción se utilizó el software Design-Expert (modelo de Box-Behnken), y se evaluó el efecto de los factores: ratio solvente/matriz (A): 1/1, 3/1, 5/1; temperatura del solvente (B): 30, 45, 60 °C; tiempo (C): 10, 35, 60 min; y tipo de matriz (D): pulpa, cáscara, mix pulpa-cáscara. Las variables respuestas evaluadas fueron: capacidad de retención de agua (WHC), capacidad de retención de aceite (OHC), capacidad de hinchamiento (SC); capacidad antioxidante (CA), y contenido de polifenoles totales (PFT). El modelo implicó 29 corridas y del análisis de datos se observó que SC se ajustó a un modelo 2FI (R2 = 0,8056), siendo significativas (p<0,05) A y C; WHC se ajustó a un modelo lineal (R2 = 0,8074), y OHC a un modelo cuadrático (R2 = 0,9339), siendo significativas (p<0,05) A, C y D, en ambos casos. Por su parte, CA se ajustó a un modelo cuadrático, con R2 = 0,8678 para DPPH*+ y 0,8790 para FRAP; al igual que los PFT con R2 = 0,8352, siendo las variables significativas (p<0,05): B para DPPH*+, D para FRAP, C y D para PFT. Finalmente, el modelo se validó para determinar las condiciones que maximizan las variables respuestas, con una deseabilidad de 0,867: ratio solvente/matriz 1/1; temperatura del solvente 30 °C; tiempo 18 min y matriz cáscara. Este trabajo contribuyó a desarrollar un proceso óptimo de extracción de FD que maximiza las propiedades tecnológicas y funcionales de la misma, obteniéndose un ingrediente alimentario a partir de las cáscaras de mandioca, dándole utilidad a las mismas ya que en general se desechan, y con alto potencial para ser incorporado a alimentos saludables.
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    Formulación de gomitas con adición de fibra dietaria extraída de residuos de batatas como bioingrediente
    (2023-10-04) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia; Sosa, Carola Andrea
    Los caramelos blandos tipo gomitas, son consumidos frecuentemente por un amplio sector de la población y se caracterizan por poseer un alto contenido de azúcares y aditivos artificiales. Sin embargo, el creciente interés de los consumidores en una alimentación saludable ha incentivado el estudio de alternativas en el uso de ingredientes naturales, y reducidos en calorías. En este contexto, los frutos de batata (Ipomoea batatas, L.) producidas en el Nordeste Argentino, se constituyen como una excelente fuente de fibra dietaria (FD), capaces de ser incorporadas como ingrediente natural en diferentes tipos de formulaciones. En el diseño de nuevos alimentos, el Análisis Descriptivo Cualitativo (QDA) es una metodología útil, basada en la caracterización y cuantificación de los atributos sensoriales, por parte de un panel de jueces entrenados. En el presente trabajo, se presenta la formulación de gomitas fortificadas con FD extraída de cáscaras de batata, con adición de endulzantes no calóricos, haciendo uso de un QDA. La FD se obtuvo mediante un proceso optimizado con una superficie de respuesta. Las condiciones de extracción se determinaron por el modelo de Box-Behnken (29 corridas). Como solvente de extracción se utilizó etanol 96% y se ensayaron diferentes matrices: pulpa, cáscaras y mix pulpa-cáscara. Los factores evaluados fueron: ratio solvente/matriz: 1/1, 3/1, 5/1; temperatura del solvente: 30, 45, 60 °C; tiempo de tratamiento: 10, 35, 60 min; y matriz. Las variables respuestas fueron: capacidad de retención de agua y aceite, capacidad de hinchamiento; capacidad antioxidante y contenido de polifenoles totales. El modelo se validó mediante la función deseabilidad, que arrojó las condiciones óptimas de extracción. El panel de jueces se constituyó con 8 mujeres y 2 varones, y para el entrenamiento se llevaron a cabo 4 sesiones de 1 hora cada una, donde se acordaron los parámetros a evaluar (dureza, elasticidad, gomosidad, masticabilidad, adhesividad, arenosidad, color, sabor ácido, sabor dulce), el vocabulario, la escala y las referencias a utilizar en cada caso. Para el ensayo del QDA, se presentaron caramelos elaborados con 3 y 5% de FD, y proporciones de sacarosa edulcorantes (stevia-sorbitol 80-20): 50-50, 60-40 y 70-30. Según el QDA, se observó que las muestras con 3% y 5% de FD fueron similares (p<0,05) respecto a dureza, elasticidad, gomosidad, masticabilidad, adhesividad, color, y sabor, contrariamente a lo obtenido para el atributo arenosidad (p>0,05). Por su parte, todas las formulaciones con las proporciones sacarosa-edulcorante evaluadas, exhibieron color, sabor ácido y dulce adecuados, “similares a los caramelos comerciales”, con intensidades elevadas pero agradables. De esta manera, se demostró la utilidad del QDA como herramienta en la formulación de confituras reducidas en calorías, y la posibilidad de utilizar cáscaras de batata como bioingrediente natural para la obtención de alimentos con un mayor aporte de fibra, saludables, y aceptables atributos sensoriales, dándole mayor valor agregado a la producción regional de esta hortaliza.
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    Gluten free edible films, coatings and toppings
    (Marina F. de Escalada Pla (Editor); Carolina E. Genevois (Editor), 2023-04-26) Flores, Silvia Karina; García, María Alejandra; Gerschenson, Lía; Kupervaser, María Gabriela; Sosa, Carola Andrea; Traffano Schiffo, María Victoria; Versino, Florencia
    The gluten intolerances have determined diet changes based on the elimination of ingredients that contain prolamins and glutenin from wheat, rye and barley being replaced, in part, for alternative grains and tubers that do not induce the disease, for instance, rice, corn, sorghum, and millet (Lebwohl and Green 2021). This has led to an important challenge for the food industry due to the need of developing formulation strategies, generally known as “gluten free” (GF) ones, that include the use of suitable additives linked to this dietary modification, while helping to produce safety and organoleptically adequate food products (Zoumpopoulou and Tsakalidou 2019). According to the Food and Drug Administration (U.S.A.), the GF food is defined as the food that does not contain gluten, or its presence should be lower than 20 ppm (McCabe 2010). Bread and sweet baked goods (cakes, biscuits, doughnuts, etc.) are an essential constituent of the human daily diet, representing the most important basic food worldwide (Nils-Gerrit Wunsch 2020; Xu et al. 2020). There is a wide assortment of such products and, a possible classification is the one proposed by Smith et al. (2004) who grouped them as follow: unsweetened (bread, rolls, buns, crumpets, muffins, and bagels), sweet (pancakes, doughnuts, waffles, and cookies) and filled (fruit and meat pies, sausage rolls, pastries, sandwiches, cream cakes, pizza, and quiche) goods. In their formulation, these products include complex carbohydrates (mainly wheat flour), proteins, lipids, vitamins, and minerals (Soukoulis et al. 2014). Another classification proposed is based on the water activity (aw), one of the most important product properties affecting the physical and microbial deterioration of bakery products. Smith and Simpson (1995) classified bakery products as follow: (a) low moisture bakery products (cookies and crackers, aw < 0.6) in which microbiological spoilage is not a problem, (b) intermediate moisture products (chocolate coated, doughnuts, Danish pastries, cream-filled cake, soft cookies, aw 0.6–0.85) where osmophilic yeasts and moulds are the predominant spoilage microorganisms, and (c) high moisture products (bread, pita bread, fruit pies, carrot cake, cheesecake, pizza crust, pizza, aw > 0.85 and generally 0.94–0.99), where almost all bacteria, yeasts, and moulds are capable of growth (Smith et al. 2004). When no preservative additives are added, bread and bakery products are characterized by their limited shelf-life reaching a maximum of 3–5 days at room temperature. After this time, physical, chemical and microbiological changes are produced, resulting in the loss of freshness, texture, taste and microbial spoilage (growth of bacteria, yeast and mould) causing consumer’s rejection (Melini and Melini 2018). Those alterations can cause not only economic losses, but also threaten human health. Therefore, to extend bread and bakery products shelf-life and to assure their quality and safety properties, preservation techniques such as the use of preservatives or adequate packaging materials and the application of innovative processing technologies are proposed (Mitelut et al. 2021; Qian et al. 2021). Over time, one of the most conventional technique applied to extended freshness quality was the use of chemical additives as was previously detailed in Chap. 4. The bakery industry is looking for novel alternatives including the use of antioxidant and antimicrobial compounds obtained from natural sources, new packaging technologies, application of functional coatings, etc. (Klinmalai et al. 2021; Silva et al. 2021; Nallan Chakravartula et al. 2019a). Traditionally, to select a suitable packaging material for bakery products, the most important properties usually sought are gases and water vapour barrier, UV barrier, thermal stability, mechanical resistance (Roy and Rhim 2020). The most used packaging materials to preserve bread are different types of paper, such as waxed paper or the glazed imitation parchment which is strong and has grease resistance. It is usually impregnated on both sides with paraffin wax containing low density polyethylene (LDPE) and other additives (Martins et al. 2021). One alternative is LDPE bags with a strip of adhesive tape at the end to be twisted and sealed. Cakes and pastry products, which are more susceptible to crushing damage, are usually packed in grease-resistant paperboard bags with transparent cellophane windows and wrap, such as cling film, plastic nests or aluminium foil base plates and double plastic film layers. For long shelf-life products (biscuits and other), cellulose films coated with LDPE are generally used (De Pilli 2020; Galić et al. 2009) or other multi-layered films such as aluminium-coated LDPE, oriented polypropylene (OPP) or acrylic-coated OPP films which represent more effective barriers to oxygen and water vapour. In the case of fresh baked stuff immediately consumed, it is commonly packaged in bags made of polyolefin film, such as LDPE or polypropylene bags, normally microperforated to allow moisture to escape and avoid leathery consistency of the crust (Pasqualone 2019). Regarding packaging methods, the application of new technologies such as vacuum packaging, nitrogen flushing, modified atmosphere, functional or active packaging (with antimicrobial activity) reduce the growth of spoilage microorganisms, extending bakery products shelf-life (Qian et al. 2021). It is important to highlight that the plastic derived from fossil hydrocarbons comprise 46% of global plastic waste generation, producing a huge impact to the environment, which often end up in landfill sites or oceans, causing a significant pollution due to the poor infrastructure, the lack of recycling options and to the long periods of time required for their degradation (Tiseo 2021; Geyer et al. 2017). Thus, there is a wide interest in the development of new materials for substituting plastic packaging by using renewable resources to reduce polluting residues. In this framework, biodegradable packaging has emerged as an innovative and promising solution since they decompose after fulfilling their purpose (Chiralt et al. 2020; Tapia-Blácido et al. 2020). New biodegradable materials can be classified in chemically synthesised polymers made from natural or petroleum-based molecules (polylactic acid, polycaprolactone, polyvinyl alcohol, polyglycolic acid, polybutylene succinate, polybutylene adipate-co-terephthalate); directly extracted from biomass (biopolymers such as cellulose, starches, chitosan, alginate, gelatine, collagen, etc.) and biosynthesized via microbial fermentation (polyhydroxyalkanoates, bacterial cellulose) (Zhang et al. 2022; Kamarudin et al. 2022; Birania et al. 2022). These have been used to develop new eco-friendly and active systems that could be applied to protect or improve quality of GF bakery products. In the following sections of this chapter, a special description of biodegradable and edible matrices is performed.
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    Non-cereals starch resources
    (Springer Nature Switzerland AG, 2023-05-26) Dini, Cecilia; Flores, Silvia Karina; Kupervaser, María Gabriela; Sosa, Carola Andrea; Traffano Schiffo, María Victoria; Viña, Sonia Zulma
    To produce bakery goods, the gluten protein is the key factor due to its contribution to water absorption capacity and because it provides extensibility, elasticity and cohesiveness to bread dough. This allows the fermentation gas remains occluded and maintained in the liquid phase during dough development, leading to obtain high-grade breads (Wieser 2007). However, gluten has been identifed as the responsible of celiac disease (Ronda et al. 2009), and the only effective treatment for patients is to follow strictly a gluten-free (GF) diet (Witczak et al. 2016). It has been observed that, if formulation is not properly adjusted, baked products without glu ten could result in lower quality attributes, reduced nutritional characteristics and consumer acceptance (Naqash et al. 2017). Therefore, the development of GF products appropriate for consumers with disorders related to gluten intake was growing in importance (Zhang et al. 2017). Formerly, hydrocolloids and starch were the major ingredients in GF diets (Shi and Bemiller 2002). From last decades, the demand of new food ingredients suitable for GF products is expanding in order to obtain more foods for a wider diet without potentially allergenic proteins. Among those ingredients, alternative starches resources are intensely searching. Starch is one of the most abundant and consumed natural polysaccharide in human diet. It is a biopolymer composed of glucose and it is obtained from plants such as grains, legumes, and tubers (Karmakar et al. 2014). Despite its high abundance, commercially sustainable sources of starch are limited to corn, wheat, cassava, potato and rice. With respect to corn, the global market reached 78 million tons (Mt) in 2020, being mainly produced in the United States, Europe and China (70–80%), whereas wheat is produced (6.3 Mt) mostly in Europe China and India (98%). The cassava starch (CS) production (6.9 Mt) comes from Asian Pacifc region (Thailand, China and Indonesia) and Brazil (75%). Finally, potato starch (PS) which global market attained 3.4 Mt, accounting the highest productions from China, India, United States and Europe (80%); while rice is produced particularly in Asia (Expert Market Research 2020; Murphy 2000). Each region has a more convenient source of starch production mostly determined by climatic and logistic requirements (Semeijn and Buwalda 2018). For food production (noodles, baked goods, etc.), starch is widely used as a gelling, thickening, and/or stabilizing agent (Fonseca et al. 2021; Rożnowski et al. 2014), besides being processed and used as binder, sweetener and as emulsifer (Mahmood et al. 2017; Bello-Pérez et al. 2006). In particular, natural starches with low or without gluten are intensely requested because of their possibility to be used in the formulation of GF bakery products. In this context, corn and potato are the most commonly used starches, together with cassava and rice (Masure et al. 2016), due to their benefcial characteristics, such as neutral taste, soft texture, and high digestibility. They are frequently used in combination with proteins and hydrocolloids to counter their minimal structure-building potential, contributing to the structure, texture and stability of food through their thickening or gelling behaviour and surface properties (Capriles and Arêas 2014; Doublier et al. 2000). Other cereals, like minor or pseudo-cereals, like sorghum, millet, quinoa, amaranths and buckwheat, are being tested as alternative ingredientes tolerated by celiac patients (Comino et al. 2013). In addition, new sources of non-cereal starch are being explored including beans (pea, chickpea), sweet potato and other ethnical tubers, carrots, nuts and some fruits as banana or mango (unripe pulp and kernel) (Witczak et al. 2016; Punia Bangar et al. 2021; Lagunes-Delgado et al. 2022). Till the moment, many reports are found describing general properties of such novel starches but there are not clear applications yet. To better understanding the functionality of starch in food production, some general aspects about structure, functional, nutritional properties and a brief mention to available techniques to modify starches is described in the following sections. A special description and some applications of potato, cassava and others non conventional resources starches is also exposed
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    Trends in starch-based edible films and coatings enriched with tropical fruits extracts : a review
    (2023-05-19) Kupervaser, María Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Dellamea, María Luciana; Flores, Silvia Karina; Sosa, Carola Andrea
    Petroleum-based food packaging materials are non-degradable and considerably affect the environment. In this context, edible films and coatings for food preservation represent a feasible alternative that could potentially reduce conventional non-biodegradable materials. It has been shown the suitability of starch as a non-toxic, widely available, low-cost and adequate film forming biopolymer. In addition, natural compounds contained in tropical fruits are of great interest due to their proven antioxidant and antimicrobial properties, which are beneficial for the health of consumers and for obtaining more stable and safe foods. This review focuses on the new trends and benefits of incorporating tropical fruit extracts into starch-based edible films and coatings formulations as a source of bioactive compounds. The starch and fruit resources, extraction techniques, filmmaking methods, assays for determining functional properties and the potential uses of edible films and coatings in the food industry were stated and described.