Compound distribution, structural analysis and nanomechanical properties of nanofibers loaded with high-oleic palm oil nanoemulsions for packaging application

Abstract

The effect of the HOPO concentration on the morphology, fiber diameter, oil load and distribution, protein structure, protein-oil colocalization, and nanomechanical properties of the NFs were evaluated. We obtained smooth and defect-free NFs with diameters in range of 77–94 nm. Fourier-transform infrared spectroscopy was used as a reliable method to confirm oil load and protein structure after electrospinning. β-turn, β-sheet, α-helix, and triple helical structures were quantified. Confocal laser scanning microscopy was used to analyze colocalization, and results revealed a high distribution of NE droplets along the NFs and high oil-protein colocalization (overlap coefficient of ~ 0.63). The nanomechanical properties of the NE-loaded NFs demonstrated that at higher HOPO concentrations, the elastic modulus decreased. Likewise, homogeneity and synergy between compounds were observed. The adhesion properties of NE-loaded NFs were associated with their sticky surface, which was attributed to presence of HOPO. The NE-loaded NFs presented suitable physical properties for edible packaging.

Se evaluó el efecto de la concentración de HOPO sobre la morfología, el diámetro de la fibra, la carga y distribución de aceite, la estructura de la proteína, la colocalización proteína-aceite y las propiedades nanomecánicas de los NF. Obtuvimos NF suaves y sin defectos con diámetros en el rango de 77–94 nm. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier se utilizó como un método confiable para confirmar la carga de aceite y la estructura de la proteína después del electrohilado. Se cuantificaron las estructuras de giro β, hoja β, hélice α y triple hélice. Se usó microscopía de escaneo láser confocal para analizar la colocalización, y los resultados revelaron una alta distribución de gotitas de NE a lo largo de los NF y una alta colocalización de proteínas oleosas (coeficiente de superposición de 0,63). Las propiedades nanomecánicas de los NF cargados con NE demostraron que a concentraciones más altas de HOPO, el módulo elástico disminuyó. Asimismo, se observó homogeneidad y sinergia entre los compuestos. Las propiedades de adhesión de los NF cargados con NE se asociaron con su superficie adhesiva, que se atribuyó a la presencia de HOPO. Los NF cargados con NE presentaron propiedades físicas adecuadas para envases comestibles.