Desarrollo de cubiertas comestibles nanolaminadas con resinas antimicrobiales de flourensia spp. y su aplicación para extensión de la vida de anaquel de frutos en postcosecha

"El tomate es el segundo cultivo más importante del mundo, después de la papa; en México, es una de las principales hortalizas cultivadas, debido a la superficie sembrada y los niveles de producción, sin embargo, presenta grandes pérdidas en postcosecha, tanto por factores físicos como biológicos. Para prolongar la vida útil del tomate, se han implementado varias técnicas. El tratamiento químico es uno de los más utilizados, sin embargo, puede originar resistencia de los patógenos y afecta al medio ambiente y la salud humana. Existen alternativas naturales antimicrobiales, por ejemplo ha sido reportado que los extractos de Flourensia spp, presentan actividad antifúngica. Además, estudios del uso de cubiertas comestibles nanolaminadas en frutos de postcosecha, recientemente están recibiendo un creciente interés por la industria alimentaria, por sus ventajas con respecto a los films y cubiertas tradicionales. El objetivo de la presente investigación fue desarrollar y evaluar la eficacia de cubiertas comestibles nanolaminadas con resinas antimicrobiales de Flourensia cernua, para alargar la vida de anaquel de frutos de tomate en postcosecha. Se evaluó el efecto inhibitorio de los extractos de etanol y acuosos de hojas y ramas en hongos de postcosecha, que se llevó a cabo por el método de dilución de agar y se prepararon concentraciones de 50 a 6000 mg/L. La composición química se determinó por Cromatografía de Gases acoplado a Masas (GC–MS). Se formularon y desarrollaron cubiertas nanolaminadas a las que se les agregó el extracto de etanol de hojas de F. cernua a una concentración de 5000 mg/L. El recubrimiento de cinco nanocapas fue construido inicialmente en una película soporte de tereftalato de polietileno (PET), aminolizada/cargada (PET A/C). Se utilizaron soluciones polielectrolito de alginato (0.2% p/v) y quitosán (0.6% p/v) añadiendo a cada solución glicerol y Tween 80 a 0.05% (p/v) y 0.1% (p/v), respectivamente. Se realizó la caracterización de la cubierta nanolaminada, mediante diferentes pruebas; potencial zeta, análisis de ángulo de contacto, permeabilidad de vapor de agua, permeabilidad al oxígeno y análisis SEM. Se evaluó la vida de anaquel en frutos de tomate, la prueba se realizó a dos diferentes condiciones: a 20°C/85% HR durante 15 días y 11 °C/90%HR durante 25 días. El experimento se estableció con un diseño completamente al azar, con 3 tratamientos: frutos sin cubierta (SC), con cubierta nanolaminada de alginato y quitosano (CNL) y con CNL + F. cernua (CNL+Fc). Se realizaron análisis fisicoquímicos, microbiológicos y tasa de transferencia de gases. Los extractos de etanol de F. cernua, F.microphylla y F. retinophylla, mostraron en general, mayor actividad antifúngica que los extractos acusos, en la inhibición in vitro de F. oxysporum y R. stolonifer. El extracto de etanol de hojas de F. cernua presentó los valores más bajos de concentración mínima inhibitoria 50 y 90 (CMI50 y CMI90) de 619.94 y 2163 mg/L, respectivamente, para inhibir a F. oxysporum. Por otra parte, el extracto de etanol de hojas de F. retinophylla presentó los valores más bajos de CMI90 (573.97 mg/L) para inhibir a R. stolonifer. El número de compuestos químicos identificados en los extractos de etanol de hojas y ramas fueron: 17 y 10 en F. cernua, respectivamente; siete y nueve en F. microphylla, respectivamente; y siete en ambos tejidos para F. retinophylla. El tratamiento de CNL+Fc presentó los mejores resultados en las dos condiciones evaluadas, el crecimiento microbiológico se redujo después de 15 d y 25 d a 20°C/85% HR y 11°C/90% HR, respectivamente, comparado con los frutos SC. Además los frutos con CNL+Fc mantuvieron la firmeza y una mejor apariencia que los frutos SC y con CNL. Las cubiertas nanolaminadas con extracto de F. cernua alargaron la vida de anaquel de los frutos de tomate. El extracto de etanol de hojas de F. cernua inhibió el crecimiento micelial de F. oxysporum y R. stolonifer. Esta actividad antifúngica se puede atribuir a la sinergia entre los compuestos químicos identificados, así como con las concentraciones de polifenoles"

"Tomato is the second most important crop in the world, after the potato; in Mexico, it is one of the main cultivated vegetables, due to the planted surface and production levels, however, it presents great postharvest losses, both physical and biological factors. To prolong the tomato' life, several techniques have been implemented. Chemical treatment is one of the most used, however, can cause resistance of pathogens and affects the environment and human health. There are natural antimicrobial alternatives, Flourensia spp extracts have reported antifungal activity. In addition, postharvest treatments' recent studies, particularly the use of nanolaminated edible coatings, have reported a growing interest in food industry, due to its advantages over traditional films and coatings. The objective of the present investigation was to develop and evaluate the effectiveness of nanolaminated edible coatings with Flourensia cernua antimicrobial resins, to extend the tomato fruits' shelf life in post-harvest. The inhibitory effect of the ethanol and aqueous extracts of leaves and branches was evaluated, which was carried out by the agar dilution method and concentrations of 50 to 6000 mg/L were prepared. The chemical composition was determined by Gas Chromatography coupled to Mass. Nanolaminated coatings were formulated and developed, to which the ethanol extract of F. cernua leaves was added at a concentration of 5000 mg/L. The coating of five nanolayers was initially constructed on a support film of polyethylene terephthalate (PET), aminolized/charged (A/C PET). Alginate polyelectrolyte solutions (0.2% w/v) and chitosan (0.6% w/v) were used, adding glycerol and Tween 80 to each solution at 0.05% (w/v) and 0.1% (w/v), respectively. The nanolaminated coatings' characterization was carried out by different tests; zeta potential, contact angle analysis, water vapor permeability, oxygen permeability and SEM analysis. Tomato fruits' shelf life was evaluated, the test was carried out at two different conditions: at 20 ° C/85% RH for 15 days and 11 ° C/90% RH for 25 days. The experiment was established with a completely randomized design, with 3 treatments: uncoated fruits (SC), with nanolaminated coatings of alginate and chitosan (CNL) and with CNL+F. cernua (CNL+Fc). Physicochemical, microbiological analysis and gas transfer rate were performed. The ethanol extracts of F. cernua, F.microphylla and F. retinophylla showed, greater antifungal activity than the aqueous extracts, in the in vitro inhibition of F. oxysporum and R. stolonifer. The F. cernua leaves ethanol extract presented the lowest values of MIC 50 and 90 (619.94 and 2163 mg / L, respectively), to inhibit F. oxysporum. On the other hand, the F. retinophylla leaves ethanol extract presented the lowest values of MIC90 (573.97 mg / L) to inhibit R. stolonifer. The number of chemical compounds identified in the ethanol extracts of leaves and branches were: 17 and 10 in F. cernua, respectively; seven and nine in F. microphylla, respectively; and seven in both tissues for F. retinophylla. The CNL+Fc treatment presented the best results in the two conditions evaluated, the microbiological growth was reduced after 15 d and 25 at 20 ° C / 85% RH and 11 ° C / 90% RH, respectively, compared with SC fruits. In addition, the fruits with CNL+Fc maintained the firmness and a better appearance than the SC fruits and with CNL. The nanolaminated covers with F. cernua extract lengthened the shelf life of the tomato fruits. The F. cernua leaves ethanol extract inhibited F. oxysporum and R. stolonifer mycelial growth. This antifungal activity can be attributed to the synergy between chemical compounds identified, as well as to the polyphenols concentrations"