Development of Films, Based on Oxidized Ipomea Batatas Starch, with Protein Encapsulation / Desarrollo de Películas, Basadas en Almidón Oxidado de Ipomea Batatas, con Encapsulación de Proteínas

ABSTRACT

ABSTRACT Dialdehyde starches (DAS) have been used as biomaterials due to their biocompatibility and biodegradability; nonetheless, sweet potato (Ipomea batatas L.) starch has not been researched. Films based on sweet potato DAS, mixed with native starch (NS), poly-vinyl alcohol (PVA) and glycerin have been developed with protein encapsulation, using central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM). Input variables were oxidation degree, NS concentration and polymeric mixture volume, while output variables were film's thickness, equilibrium swelling and BSA (Bovine serum albumin) release. DAS was obtained through hydrogen peroxide (H2O2) oxidation, and the oxidation degree is referred to as H2O2 concentration. Films presented rough surfaces, and formulations containing 10% H2O2 DAS presented micropores. Water uptake was greater with higher DAS content. Film thickness depended on the volume of the polymeric suspension and influenced swelling capacity. According to RSM, the optimal formulation was DAS with 5% H2O2 and 35% NS. These results demonstrate that oxidized sweet potato starch has potential for protein encapsulation and delivery.

RESUMEN

RESUMEN Almidones dialdehído (DAS) se han utilizado como biomateriales por su biocompatibilidad y biodegradabilidad; sin embargo, el almidón de camote (Ipomea batatas L.) no ha sido investigado. Se han desarrollado películas de DAS de camote, con almidón nativo (NS), alcohol polivinílico (PVA) y glicerina con encapsulación de proteínas, utilizando un diseño central compuesto (CCD) y metodología de superficie de respuesta (RSM). Las variables de entrada fueron grado de oxidación, concentración de NS y volumen de la mezcla polimérica, mientras que las variables de salida fueron espesor de la película, hinchamiento y liberación de BSA (Albúmina de Suero Bovino) en equilibrio. DAS se obtuvo mediante oxidación con peróxido de hidrógeno (H2O2), y el grado de oxidación se define como concentración de H2O2. Las películas presentaron superficies rugosas y las formulaciones con 10% H2O2 DAS presentaron microporos. La absorción de agua fue mayor con mayor contenido de DAS. El espesor de la película dependió del volumen de la mezcla polimérica e influyó en la capacidad de hinchamiento. Según RSM, la formulación óptima fue DAS con 5% H2O2 y 35% NS. Estos resultados demuestran que el almidón de camote oxidado tiene potencial para aplicaciones en la encapsulación y liberación de proteínas.