Zeína

La zeína ( / ˈ z iː ɪ n / ZEE -in ) es una clase de proteína prolamina que se encuentra en el maíz . Generalmente se fabrica en forma de polvo a partir de la harina de gluten de maíz . La zeína es una de las proteínas vegetales mejor estudiadas. ^{[ 1 ]} La zeína pura es transparente, inodora, insípida, dura, insoluble en agua y comestible, y tiene diversos usos industriales y alimentarios. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Históricamente, la zeína se ha utilizado en la fabricación de una amplia variedad de productos comerciales, incluyendo recubrimientos para vasos de papel, revestimientos de tapas de botellas de refresco, telas para ropa, ^{[ 4 ]} botones, adhesivos, recubrimientos y aglutinantes. El uso histórico dominante de la zeína fue en el mercado de fibras textiles, donde se producía bajo el nombre de "Vicara". ^{[ 2 ] [ 5 ]} Con el desarrollo de alternativas sintéticas, el uso de la zeína en este mercado acabó desapareciendo. Mediante el uso de electrohilado , se han vuelto a producir fibras de zeína en el laboratorio, donde se realizarán investigaciones adicionales para reingresar al mercado de fibras. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Puede utilizarse como recubrimiento resistente al agua y a la grasa para cartones y permite su reciclaje. ^{[ 8 ]}

Las propiedades de la zeína la hacen valiosa en alimentos procesados ​​y productos farmacéuticos, compitiendo con la goma laca de insectos . Actualmente se utiliza como recubrimiento para dulces, frutos secos, frutas, pastillas y otros alimentos y medicamentos encapsulados. En Estados Unidos, puede etiquetarse como " glaseado de confitería " (que también puede referirse a glaseados a base de goma laca) y utilizarse como recubrimiento en productos de panadería ^{[ 9 ]} o como "proteína vegetal". Está clasificada como Generalmente Reconocida como Segura ( GRAS , por sus siglas en inglés ) por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Para recubrimientos farmacéuticos, se prefiere la zeína a la goma laca alimentaria, ya que es totalmente natural y requiere menos pruebas según las monografías de la USP.

La zeína se puede procesar aún más en resinas y otros polímeros bioplásticos , que se pueden extruir o laminar en una variedad de productos plásticos. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Con la creciente preocupación ambiental por los recubrimientos sintéticos y los precios actuales más altos de los petroquímicos a base de hidrocarburos, hay un mayor enfoque en la zeína como materia prima para una variedad de aplicaciones de polímeros no tóxicos y renovables, particularmente en la industria papelera. ^{[ 12 ] [ 8 ]} Otras razones para un renovado interés en la zeína incluyen la preocupación por los costos de vertedero de plásticos y el interés del consumidor en sustancias naturales. También hay una serie de nuevas aplicaciones potenciales en la industria alimentaria.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y de William Wrigley Jr. Company han estado estudiando recientemente la posibilidad de usar zeína para reemplazar parte de la base de goma en el chicle. ^{[ 13 ]} También están estudiando aplicaciones médicas, como el uso de la molécula de zeína para "transportar biocompuestos a sitios específicos en el cuerpo humano". ^{[ 14 ]} Según varios investigadores, existen varias aplicaciones potenciales de seguridad alimentaria que podrían ser posibles para los envases a base de zeína. Un contratista militar está investigando el uso de zeína para proteger los paquetes de alimentos MRE . ^{[ 15 ]} Otras aplicaciones de envasado/seguridad alimentaria que se han investigado incluyen alimentos congelados, ^{[ 16 ]} pollo listo para comer, ^{[ 17 ]} y queso y huevos líquidos . ^{[ 18 ]} Investigadores de alimentos en Japón han observado la capacidad de la molécula de zeína para actuar como barrera de agua. ^{[ 19 ]}

Si bien existen numerosos usos actuales y potenciales para la zeína, el principal obstáculo para un mayor éxito comercial ha sido su elevado coste histórico hasta hace poco. Actualmente, el precio de la zeína es muy competitivo con el de la goma laca alimentaria. La zeína puede extraerse como subproducto en el proceso de fabricación de etanol ^{[ 20 ]} o en nuevas plantas de producción en el extranjero.

Las alfa-prolaminas son las principales proteínas de almacenamiento de semillas de las especies de la tribu de gramíneas Andropogoneae . Son inusualmente ricas en residuos de glutamina, prolina, alanina y leucina , y sus secuencias muestran una serie de repeticiones en tándem que se presume son el resultado de múltiples duplicaciones intragénicas . ^{[ 21 ]} En Zea mays (maíz), las zeínas de 22 kDa y 19 kDa están codificadas por una gran familia multigénica y son las principales proteínas de almacenamiento de semillas que representan el 70% de la fracción total de zeína. Estructuralmente, las zeínas de 22 kDa y 19 kDa están compuestas por nueve hélices adyacentes, topológicamente antiparalelas, agrupadas dentro de un cilindro distorsionado . Las alfa-zeínas de 22 kDa están codificadas por 23 genes ; ^{[ 22 ]} veintidós de los miembros se encuentran en una disposición aproximadamente en tándem formando un denso grupo de genes . Los genes expresados ​​en el grupo están intercalados con genes no expresados . Algunos de los genes expresados ​​difieren en su regulación transcripcional . La amplificación génica parece ocurrir en bloques de genes, lo que explica la rápida y compacta expansión del grupo durante la evolución del maíz. ^{[ 23 ]}

• Celofán
• material de plastarmidón
• Poli-3-hidroxibutirato
• Policaprolactona
• Poliglicólido
• ácido poliláctico