Development of functional resins with kafirin obtained with a food-compatible method for application in the baking industry

Figures & data

Table 1. Experimental runs carried out in the kafirin extraction from white (WS) and red sorghum (RS).

Tabla 1. pruebas experimentales realizadas durante la extracción de kafirina de sorgo blanco (WS) y rojo (RS).

	Solubilization		Precipitation
Exp.	Solubilization medium^(1)	Reducing agent ^(2)	Ethanol evaporation ^(3)	pH adjustment	Water temperature
1.1	Alkaline	Yes	No	No	10°C
1.2	Alkaline	No	No	No	10°C
2.1	Alkaline	Yes	No	5.0	10°C
2.2	Alkaline	No	No	5.0	10°C
3.1	Acid (pH 2.5)	No	Yes	No	<10°C
3.2	Alkaline (pH 9.5)	No	Yes	No	<10°C

⁽¹⁾The selected solvent was ethanol 70%. ⁽²⁾ Sodium metabisulfite was used as a reducing agent. ⁽³⁾ The ethanol evaporation was carried out in a fume hood at room temperature.

⁽¹⁾ El disolvente seleccionado fue etanol al 70%. ⁽²⁾ Se utilizó metabisulfito de sodio como agente reductor. ⁽³⁾ La evaporación del etanol se realizó en una campana de humos a temperatura ambiente.

Table 2. Percentage of protein extraction in the different experiments carried out with white and red sorghum

Tabla 2. Porcentaje de extracción de proteínas en los diferentes experimentos realizados con sorgo blanco y rojo.

Exp.	Extraction and precipitation parameters			Kafirin protein extraction (%)
	Solubilization^(1)	Reducing agent (Na2S2O4)	Precipitation	White sorghum	Red sorghum
1.1	Alkaline^(2) medium	Yes	Adding cold H2O	0	0
1.2	Alkaline^(2) medium	No	Adding cold H2O	0	0
2.1	Alkaline^(2) medium	Yes	Adjust to pH 5	45.94	29.02
2.2	Alkaline^(2) medium	No	Adjust to pH 5	29.31	18.10
3.1	Acid^(3) medium (pH 2.5)	No	Adding H2O <10°C	56.98 ± 2.01^a	30.88 ± 0.81^c
3.2	Alkaline^(2) medium (pH 9.5)	No	Adding H2O <10°C	46.31 ± 3.44^b	18.45 ± 1.71^d

The table shows the average of at least three replicates ± standard deviation. Different superscripts in the same column indicate statistical differences (p < 0.05). ⁽¹⁾The selected solvent was ethanol 70%. ⁽²⁾ Alkaline medium adding NaOH. ⁽³⁾ Acid medium adding HCl.

La tabla muestra la media de al menos tres réplicas ± desviación estándar. Los distintos superíndices en la misma columna indican diferencias estadísticas (p < 0.05). ⁽¹⁾ El disolvente seleccionado fue el etanol al 70%. ⁽²⁾ Medio alcalino en el que se añadió NaOH. ⁽³⁾ Medio ácido en el que se añadió HCl.

Figure 1. SDS-PAGE of protein extracts under reducing conditions. M, molecular marker; WSA, White Sorghum Acid medium; WSB, White Sorghum Basic medium; RSA, Red Sorghum acid Medium and RSB, Red Sorghum Basic Medium.

Figura 1. SDS-PAGE de extractos de proteínas en condiciones reductoras. M, marcador molecular; WSA, medio ácido de sorgo blanco; WSB, medio básico de sorgo blanco; RSA, medio ácido de sorgo rojo y RSB, medio básico de sorgo rojo.

Figure 2. IR spectra of white sorghum kafirin (WSK), corn zein and vital wheat gluten.

Figura 2. Espectros IR de la kafirina de sorgo blanco (WSK), la zeína de maíz y el gluten vital de trigo.

Figure 3. IR spectra of protein extracts of sorghum; where WSA, White Sorghum Acid Medium and WSB, White Sorghum Basic Medium, RSA, Red Sorghum Acid Medium and RSB, Red Sorghum Basic Medium.

Figura 3. Espectros IR de extractos proteicos de sorgo; WSA, medio ácido de sorgo blanco y WSB, medio básico de sorgo blanco, RSA, medio ácido de sorgo rojo y RSB, medio básico de sorgo rojo.

Table 3. Rheological parameters of resins prepared with white sorghum kafirin, vital gluten and zein and two plasticizing agents (lactic or acetic acid).

Tabla 3. Parámetros reológicos de las resinas preparadas con kafirina de sorgo blanco, gluten vital y zeína y dos agentes plastificantes (ácido láctico o acético).

Protein	Plasticizer	Strength (g)	Extensibility (mm)	Area (g*mm)
Vital gluten	Acetic acid^(1)	113.95 ± 4.25^b	40.92 ± 1.22^b	3237.86 ± 95.4^b
Zein		782.71 ± 169.60^a	110.56 ± 31.00^a	80191.14 ± 29073^a
Kafirin		N.D.^(3)	N.D.^(3)	N.D.^(3)
Vital gluten	Lactic acid^(2)	1317.93 ± 127.2^a	42.61 ± 1.97^a	34870.12 ± 4998^a
Zein		42.43 ± 11.37^b	11.89 ± 1.41^b	1185.53 ± 133.10^b
Kafirin		23.81 ± 0.62^b	11.37 ± 1.30^b	894.38 ± 46.10^b

The table shows the average value of at least three replicates ± standard deviation. ⁽¹⁾ Glacial acetic acid; ⁽²⁾ 85% Lactic acid. ⁽³⁾ N.D. = Not detectable. Different superscripts in the same column indicate statistical differences (p < 0.05).

La tabla muestra el valor medio de al menos tres réplicas ± desviación estándar. ⁽¹⁾ Ácido acético glacial; ⁽²⁾ Ácido láctico al 85%. ⁽³⁾ N.D. = No detectable. Los distintos superíndices en la misma columna indican diferencias estadísticas (p < 0.05).

Figure 4. Micrographs of films made with 85% lactic acid, where gluten is shown in a) yellow field and b) bright field; zein in a) yellow field and b) bright field and white sorghum kafirin in a) yellow field and b) green field.

Figura 4. Micrografías de películas elaboradas con ácido láctico al 85%, en las que el gluten se muestra en a) campo amarillo y b) campo brillante; la zeína en a) campo amarillo y b) campo brillante y la kafirina de sorgo blanco en a) campo amarillo y b) campo verde.