Edible films from essential-oil-loaded nanoemulsions: physicochemical characterization and antimicrobial properties

Edible films including active ingredients can be used as an alternative to preserve food products. Essential oils (EOs) exhibit antimicrobial activity against pathogenic microorganisms but their low water solubility limits the application in foods. To improve water dispersion and protect EOs from degradation, nano-sized emulsions emerge as a viable alternative. Nanoemulsions containing EOs and polysaccharides could be used to form edible films with functional properties. This study was focused on the evaluation of physical, mechanical and antimicrobial properties of alginate-based edible films formed from nanoemulsions of EOs. Nanoemulsions containing thyme (TH-EO), lemongrass (LG-EO) or sage (SG-EO) oil as dispersed phase and sodium alginate solution as continuous phase were prepared. The average droplet size of nanoemulsions was reduced after the microfluidization treatment exhibiting multimodal size distributions. The zeta-potentials of nanoemulsions were between 41 mV and 70 mV depending on the type of EO used. The lowest whiteness index was found in SG-EO nanoemulsions, whereas those containing TH-EO showed the highest value. Films formed from SG-EO nanoemulsions exhibited higher transparency, water vapor resistance and flexibility than films formed from TH-EO or LG-EO. Edible films containing TH-EO were those with the strongest antimicrobial effect against inoculated Escherichia coli, achieving up to 4.71 Log reductions after 12 h. Results obtained in the present work evidence the suitability of using nanoemulsions with active ingredients for the formation of edible films, with different physical and functional properties. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reservedThis research was supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación (Spain) throughout projects ALG2009-11475 and ALG2012-35635. Author Acevedo-Fani also thanks to the University of Lleida for the pre-doctoral grant. Author Martín-Belloso acknowledges to the Institució Catalana de Recerca I Estudis Avançats (ICREA) for the Academia 2008 Award

PDGF-BB serum levels are decreased in adult onset Pompe patients

Adult onset Pompe disease is a genetic disorder characterized by slowly progressive skeletal and respiratory muscle weakness. Symptomatic patients are treated with enzymatic replacement therapy with human recombinant alfa glucosidase. Motor functional tests and spirometry are commonly used to follow patients up. However, a serological biomarker that correlates with the progression of the disease could improve follow-up. We studied serum concentrations of TGFβ, PDGF-BB, PDGF-AA and CTGF growth factors in 37 adult onset Pompe patients and 45 controls. Moreover, all patients performed several muscle function tests, conventional spirometry, and quantitative muscle MRI using 3-point Dixon. We observed a statistically significant change in the serum concentration of each growth factor in patients compared to controls. However, only PDGF-BB levels were able to differentiate between asymptomatic and symptomatic patients, suggesting its potential role in the follow-up of asymptomatic patients. Moreover, our results point to a dysregulation of muscle regeneration as an additional pathomechanism of Pompe disease

Informe de la estancia realizada en el departamento de agricultura de los Estados Unidos (USDA) California, USA

Investigación producida a partir de una estancia en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (United States Department of Agricultura - USDA), California, USA, entre el 1 de Julio y el 30 de Septiembre del 2005. Las coberturas comestibles están siendo consideradas en frutas frescas cortadas, como una estrategia para reducir los efectos perjudiciales que inflige el proceso mínimo en los tejidos vegetales. El empleo de puré de frutas constituye una excelente opción para la formación de recubrimientos o películas comestibles, ya que es una matriz constituida por polisacáridos primarios (sustancias pépticas y celulósicas) con propiedades de permeabilidad a la película y plastificantes gracias a los azúcares presentes en las frutas. Estas películas son buenas barreras contra el oxígeno en sistemas alimenticios de baja humedad, mejorando la calidad de los productos y extendiendo su vida útil. Se evalúa películas a base de puré de manzana como soporte de agentes antioxidantes y de aceites esenciales como antimicrobianos. Se estudia su permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno, además de las propiedades de tensión, color y antimicrobianas

Recubrimientos comestibles y sustancias de origen natural en manzana fresca cortada: una nueva estrategia de conservación

L'estil de vida dels consumidors moderns, conjuntament amb el desig d'adquirir productes naturals i beneficiosos per la salut, ha fet que la producció i consum de fruites mitjançant processat mínim, com és el cas de les fruites tallades, s'hagi vist incrementat en els darrers anys. No obstant, l'obtenció d'aquests productes comporta una sèrie d'operacions que poden desencadenar canvis en la qualitat del producte final. Trobar mètodes que ajudin a reduir aquest deteriorament és un dels principals objectius dels sectors involucrats en la producció i conservació de fruites tallades. En aquest sentit, els recobriments comestibles constitueixen una estratègia potencial per tal de reduir els efectes perjudicials que infligeix el processat mínim en els teixits vegetals de fruites fresques tallades, constituint un camp innovador en l'àrea de la conservació d'aliments frescos.Determinar les condicions òptimes per al processat de poma fresca tallada, així com els mètodes que resultin eficients en la conservació i extensió de la seva vida útil, fou el principal objectiu d'aquesta recerca. En primer lloc, s'establiren les característiques òptimes per al processat de poma Fuji, avaluant l'efecte de diferents tractaments antioxidants en la conservació del color, així com l'estat òptim de maduresa per al seu processat. En segon lloc, s'avaluà la utilització de recobriments comestibles de basepolisacàrida com a mètode alternatiu de conservació, caracteritzant les seves propietats de barrera als gasos i al vapor d'aigua, i la seva habilitat per acomplir la funció de transport d'agents antioxidants i antimicrobians. L'estudi conclogué amb una valoració del període de vida útil dels trossos de poma recoberts, basat en canvis fisiològics, físico-químics, sensorials i microbiològics experimentats per la fruita.L'emprament d'antioxidants d'origen natural, especialment l'ús de N-acetilcisteïna enconcentracions superiors a 0,75% p/v, mostrà una notable eficàcia en la conservació del color de pomes trossejades. Per la seva banda, el processat de les pomes en un estat de maduresa intermedi, amb una fermesa d'aproximadament 67 N, produí els menors canvis degradatius en la fruita. De la mateixa forma, l'ús d'una atmosfera modificada amb concentracions reduïdes d'O2 comportà una notable milloria en la conservació de la qualitat general del trossos de fruita.D'igual forma, els recobriments comestibles elaborats a partir d'alginat i gelà, incorporant oli de girasol, milloraren la permeabilitat al vapor d'aigua en els trossos de fruita de 15,70 i 14,60 s cm-1 a valors de 19,2 i 27,6 s cm-1 respectivament, a més de servir com a suport d'antioxidants. Aquests recobriments van ralentir els processos respiratoris (concentracions d'etilè per sota de 50 µl l-1), mantingueren la textura al voltant de 10 N degut a la presència d'ions de calci i el color per l'ús de N-acetilcisteïna, i disminuïren el creixement microbià, allargant la vida útil dels trossos de poma fins a dues setmanes, període a partir del qual es feu patent la presència d'acetaldèhid i etanol.D'altra banda, la incorporació d'olis essencials amb finalitat antimicrobiana afectàsignificativament a les característiques dels recobriments elaborats a partir de puré de poma i d'una mescla d'alginat i puré de poma. En ambdues pel· lícules, l'oli d'orenga demostrà ser l'antimicrobià més efectiu en el control de E. coli O157:H7, seguit per l'oli de lemongrass i de canyella. El mateix ordre d'efectivitat fou observat quan s'empraren els seus corresponents compostos actius (carvacrol, citral i cinamaldèhid). La permeabilitat al vapor d'aigua de les pel· lícules de puré de poma (7,04±0,63 g-mm/kPa-h-m2) fins i tot es veié lleugerament millorada per la incorporació dels antimicrobians a la formulació, assolint valors de fins a 6,17±0,56 g-mm/kPa-h-m2 per l'ús de 0,1% d'oli d'orenga, encara que la incorporació d'aquests compostos també produí un augment en la seva permeabilitat a l'O2 (22,64±1,28 cm3-µm/m2-d-kPa) observant-se valors tan alts com 38,12±0,80 cm3-µm/m2-d-kPa, sense que les seves propietats mecàniques es veiessin afectades. La presència d'alginat tingué efectes beneficiosos en el recobriment, evidenciant-se una disminució de la permeabilitat a l'O2 de gairebé el 50%. D'altra banda, la incorporació dels antimicrobians en la formulació no causà cap efecte significatiu en les propietats de barrera del recobriment, encara que les propietats mecàniques es veieren lleugerament modificades.Finalment, els agents antimicrobians incorporats en recobriments comestibles d'alginatpuré de poma, inhibiren de forma efectiva el creixement de L. inocua inoculada en trossos de poma, reduint en alguns casos el nombre de colònies fins per sota del límit de detecció (2,0 log CFU/g), així com també el creixement de microorganismes aerobis psicròfils, llevats i floridures durant l'emmagatzematge. Nogensmenys, la seva incorporació en la formulació tingué efectes, en alguns casos perjudicials, sobre la vida útil dels trossos de poma recoberts. La incorporació de vainilla, com a agent antimicrobià, causà els menors efectes adversos en la fruita, mantenint la textura, el color i la qualitat sensorial durant l'emmagatzematge, tot i que el seu efecte com a barrera a la difusió dels gasos fou menor.Contràriament, l'oli de lemongrass, tot i funcionar com a barrera als gasos, tingué un efecte perjudicial en el color i textura dels trossos de poma, amb una repercussió directa sobre la seva qualitat sensorial. Per la seva banda, la incorporació d'oli d'orenga en la formulació tingué conseqüències negatives des del punt de vista sensorial, tot i que el seu efecte en la resta de propietats fou positiu.A partir de total la informació obtinguda en aquest estudi es pot concloure que les pomes Fuji fresques tallades poden conservar-se de forma adequada mitjançant l'ús combinat de substàncies d'origen natural i recobriments comestibles de base polisacàrida, els quals permeten retardar de forma efectiva els processos de pèrdua de qualitat induïts per les operacions de processat.El estilo de vida de los consumidores modernos unido al deseo de adquirir productos naturales y beneficiosos para la salud ha hecho que la producción y consumo de frutas con proceso mínimo, como es el caso de las frutas cortadas, se haya visto incrementado en los últimos años. Sin embargo, la obtención de estos productos lleva consigo una serie de operaciones que pueden desencadenar cambios en la calidad del producto final. Encontrar métodos que ayuden a frenar este deterioro constituye uno de los principales objetivos de los sectores involucrados en la producción y conservación de frutas cortadas. En este sentido, los recubrimientos comestibles constituyen una estrategia potencial para reducir los efectos perjudiciales que inflige el procesado mínimo en los tejidos vegetales de frutas frescas cortadas, constituyendo un campo innovador en el área de la conservación de alimentos frescos.Determinar las condiciones óptimas para el procesado de manzana fresca cortada, así como métodos que resulten eficientes en la conservación y extensión de su vida útil, constituyeron el objetivo principal de esta investigación. En primer lugar, se establecieron las características óptimas para el procesado de manzana Fuji, evaluando el efecto de distintos tratamientos antioxidantes en la conservación del color, así como el estado óptimo de madurez para su procesamiento. En segundo lugar, se evaluó el empleo de recubrimientos comestibles de base polisacárida como método alternativo de conservación, caracterizando sus propiedades de barrera a los gases y al vapor de agua, y su habilidad para servir como transporte de agentes antioxidantes y antimicrobianos. El estudio concluyó con una valoración del período de vida útil de los trozos de manzana recubiertos, basado en los cambios fisiológicos, físico-químicos, sensoriales y microbiológicos experimentados por la fruta.El empleo de antioxidantes de origen natural, especialmente el uso de N-acetilcisteína en concentraciones superiores a 0,75% p/v, mostró tener una notable eficacia en laconservación del color de manzanas troceadas. Por su parte, el procesamiento de lasmanzanas en un estado de madurez intermedio, con una firmeza de aprox. 67 N, produjo los menores cambios degradativos en la fruta. De la misma forma, el uso de una atmósfera modificada con concentraciones reducidas de O2 conllevó una notable mejoría en la conservación de la calidad general de los trozos de fruta.De igual forma, los recubrimientos comestibles elaborados a partir de alginato y gelanoincorporando aceite de girasol, mejoraron la permeabilidad al vapor de agua en los trozos de fruta de 15,70 y 14,60 s cm-1 a valores de 19,2 y 27,6 s cm-1 respectivamente, además de servir como soporte de antioxidantes. Dichos recubrimientos permitieron ralentizar los procesos respiratorios (concentraciones de etileno por debajo de 50 µl l-1), mantener la textura alrededor de 10 N por la presencia de iones de calcio y el color por el uso de Nacetilcisteína, así como una disminución del crecimiento microbiano, alargando la vida útil de los trozos de manzana hasta dos semanas, período a partir del cual se detectó la presencia de acetaldehído y etanol. Por otro lado, la incorporación de aceites esenciales como agentes antimicrobianos causó un efecto significativo en las características de películas elaboradas a partir de puré de manzana y de una mezcla de alginato-puré de manzana. En ambas películas, el aceite de orégano demostró ser el antimicrobiano más efectivo en el control de E. coli O157:H7, seguido del aceite de hierba de limón y de canela. El mismo orden de efectividad fue observado cuando se emplearon sus correspondientes compuestos activos (carvacrol, citral y cinamaldehído). La permeabilidad al vapor de agua de las películas de puré de manzana (7,04±0,63 g-mm/kPa-h-m2) incluso se vio ligeramente mejorada por la incorporación de los antimicrobianos en la formulación, alcanzando valores de hasta 6,17±0,56 g-mm/kPa-hm2 por el uso de 0,1% de aceite de orégano, aunque la incorporación de estos compuestos también causaron un aumento en su permeabilidad al O2 (22,64±1,28 cm3-µm/m2-d-kPa) observándose valores tan altos como 38,12±0,80 cm3-µm/m2-d-kPa, sin que sus propiedades mecánicas se vieran afectadas. La presencia de alginato produjo efectos beneficiosos en la película, evidenciándose una disminución de la permeabilidad al O2 de casi el 50%. Por otro lado, la incorporación de los antimicrobianos en la formulación de alginato-puré de manzana no causó ningún efecto significativo en las propiedades de barrera de la película, aunque las propiedades mecánicas se vieron ligeramente modificadas.Finalmente, los agentes antimicrobianos incorporados en recubrimientos comestibles dealginato-puré de manzana inhibieron efectivamente el crecimiento de L. inocua inoculada en trozos de manzana, reduciendo en algunos casos el numero de colonias hasta por debajo del límite de detección (2,0 log CFU/g), así como también el crecimiento de microorganismos aerobios psicrófilos, mohos y levaduras durante el almacenamiento. Sin embargo, su incorporación dentro de la formulación causó efectos, en algunos casos perjudiciales, sobre la vida útil de los trozos de manzana recubiertos. La incorporación de vainilla, como agente antimicrobiano, causó los menores efectos adversos en la fruta, manteniendo la textura, el color, y la calidad sensorial durante el almacenamiento, aunque su efecto como barrera a la difusión de los gases fue menor. Por el contrario, el aceite de hierba de limón, aunque funcionó como barrera a los gases, causó un efecto perjudicial en el color y la textura de los trozos de manzana repercutiendo directamente en la calidad sensorial de los trozos de fruta. Por su parte, la incorporación de aceite de orégano en la formulación tuvo consecuencias negativas desde el punto de vista sensorial, aunque su efecto en el resto las propiedades fue bueno.A partir de toda la información obtenida en este estudio se puede concluir que las manzanas Fuji frescas cortadas pueden conservarse de forma adecuada mediante el uso combinado de sustancias de origen natural y recubrimientos comestibles de base polisacárida, los cuales permiten retrasar de manera efectiva los procesos de pérdida de calidad inducidos por las operaciones de procesado

Edible coatings to incorporate active ingredients to freshcut fruits: a review

Edible films and coatings are applied on many products to control moisture transfer, gas exchange or oxidation processes. One major advantage of using edible films and coatings is that several active ingredients can be incorporated into the polymer matrix and consumed with the food, thus enhancing safety or even nutritional and sensory attributes. This review discusses the use of edible coatings as carriers of functional ingredients on fresh-cut fruits, including the recent advances in the incorporation of antimicrobials, antibrownings, texture enhancers and nutraceuticals to improve quality and functionality of fresh-cut fruits. Sensory implications, regulatory status and future trends are also reviewed