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MICROENCAPSULACIÓN MICROENCAPSULACIÓN INCLUSIÓN MOLECULAR DE INCLUSIÓN MOLECULAR DE COMPONENTES DE ACEITES COMPONENTES DE ACEITES
ESENCIALES EN ESENCIALES EN CICLCICLODEXTRINASODEXTRINAS
Compuestos utilizados como saborizantes y aromatizantes en industria cosmética, alimentaria y farmacéutica
Líquidos a Temperatura ambiente
Son una mezcla compleja de varias sustancias y son susceptibles a los efectos de la luz, oxígeno, humedad ambiente y temperaturas elevadas
Oleosos y liposolubles
Encapsulación en matriz amorfa
flavor líquido matriz sólida polvo sólido
Volatilidad reducida
Mayor estabilidad a la oxidación
Fácil de manipular
PROCESO DE MICROENCAPSLACIÓNPROCESO DE MICROENCAPSLACIÓN
IngredienIngredientete
Formación de una película o capa alrededor del ingrediente
SENSIBLE
Almacenamiento
Liberación del material
Velocidad Velocidad controladacontroladaMomento deseadoMomento deseado
(Madene, A, 2006.)
CICLODEXTRINAS
Oligosacáridos cíclicos obtenidos industrialmente por degradación enzimática del almidón catalizada por la enzima ciclomaltodextrin glucano transferasa (CGT).
(adaptado de Bonnet, 2001 )
Debido a su estructura circular y la posición particular de los grupos hidroxilos, la ciclodextrina es anfifílica, y tiene por ende, dos zonas con propiedades distintas:
Una parte interior hidrofóbica
Una parte exterior hidrofílica
Formar complejos supramoleculares en solución acuosa Formar complejos supramoleculares en solución acuosa
con una molécula que se aloja dentro de su cavidadcon una molécula que se aloja dentro de su cavidad
átomos de hidrógeno y oxígeno glicosídico
grupos hidroxil polares de
los monómeros de glucosa
ENCAPSULACIÓN DE FLAVORS
El flavor juega un papel importante en la satisfacción del consumidor y afecta las propiedades organolépticas del producto final.
Las materias primas no tienen una composición constante. El contenido de flavor o aroma depende del tiempo de cosecha, procesamiento, tamaño y
tipo de producto.
Los productos naturales pueden presentar contaminación microbiológica.
El contenido de aroma se reduce durante el almacenamiento y puede involucrar una alteración indeseable de ciertos componentes.
Su tiempo de vida útil es limitado.
Inconvenientes:
Durante más de un siglo se han utilizado concentrados, aceites esenciales y flavores obtenidos principalmente por destilación con vapor
Recientemente, se ha buscado convertir estos ingredientes en productos sólidos, utilizando almidón, dextrinas o microencapsulándolos, para de esta
manera brindar un uso más higiénico y estandarizado.
La mayoría de los flavores son lipofílicos → grasas y aceites para solubizarlos y dispersarlos en productos alimenticios
Conversión de aceites en sólidos Encapsulación con ciclodextrinas
solubilización directa y dispersión uniforme
UTILIZACIÓN DE LAS CICLODEXTRINAS
Incremento de la solubilidad
Auxiliar tecnológico
Estabilizador
Enmascarar efecto
Reducción de la volatilidad
Incrementan punto de ebullición en 10º C
La estabilidad térmica de la estructura de la ciclodextrina permite que pueda ser utilizada en procesos de productos alimenticios a altas ºT
FLAVORS → No existen estudios detallados del efecto de las variables externas en cinética de liberación del flavor incluido
Sin embargo, la combinación de altas temperaturas y humedad puede llevar a la liberación parcial del ingrediente de inclusión.
Inhibición de crecimiento del Aspergillus flavus por timol, ajedrea y clavo de olor en medio de cultivo PDA (a) y en pasta de tomate (b) (Omidbeygi y col., 2007)
a) b)
Poder antifúngico de aceites esenciales de tomillo, ajedrea y clavo olor
El aceite esencial del tomillo tuvo la actividad antifúngica más alta
El cinemaldehído es un elemento importante en la aromaterapia, y es muy
utilizado por la “aromacología” (Wang, 2005)
Entre los efectos farmacéuticos del cinemaldehído puede mencionarse:
- Calmar los cólicos menstruales y espasmos musculares- Bueno para el estómago- Incentivar la pérdida de peso- Analgésico- Antidiarréico- Cura la gripe simple
Los aceites esenciales de la canela tienen además propiedades antimicrobianas que permiten extender la vida útil de los alimentos.
Solución Saturada de -Ciclodextrina
Agitación a 55º C y lenta adición de Timol y
CinemaldehídoSolución 1:1 de β-
ciclodextrina con Timol o Cinemaldehído
Almacenamiento a 2º C durante 24 horas
Complejos precipitados
Complejos de Timol y Cinemaldehído con -
Ciclodextrina
Congelación y Liofilización
Filtración
Sistemas deshidratados
finales
Obtención de los complejos sólidos de -Ciclodextrina (Método de Coprecipitación)
(Ponce y col, 2007)
No existe un único método o proceso para obtener los complejos
Para cada compuesto que se vaya a encapsular con la ciclodextrina, se debe desarrollar un proceso
Ciertos factores como temperatura, cantidad de agua, tiempo de mezclado y condiciones de secado deben ser establecidos para el equipo y para la ciclodextrina y su complejo de inclusión.
ANÁLISIS DE LOS COMPLEJOS DE INCLUSIÓN CON CICLODEXTRINAS
Resonancia Magnética Nuclear (NMR)
Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
Difractometría de Rayos X
Microscopía electrónica de barrido
Espectrocopía infrarroja y Raman
Perfil termoanalítico de un sistema Huésped--ciclodextrina realizado por DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido). (Adaptado de Giordano, 2001).
Patrón de difracción de rayos-x de polvo
(Prakash Rao, 2006)
rifampicina pura
β-CD-rifampicinamezcla física
β-CD
β-CD-rifampicina x coevaporación
The IR spectra of astaxanthin (a), b-CD (b) and the inclusion complex (c).
(Chen, X. et al, 2007)
VP-CD
MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO
Partículas VP (1-30 µm)
βCD (20-250 µm)
Mezcla física Kneaded Co-evaporado Liofilizado
Efecto de las variables externas en cinética de liberación del flavor incluido
Propiedades de hidratación de las ciclodextrinas naturales y variantes químicas
Potencial de ciclodextrinas naturales y sus derivados para formar encapsulaciones
moleculares
Peggy Alejandra Ponce Cevallos
