MICROENCAPSULACIÓN
INCLUSIÓN MOLECULAR DE
COMPONENTES DE ACEITES ESENCIALES
EN CICLODEXTRINAS
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 MICROENCAPSLACIÓN
Almacenamiento
Ingredient
e
Liberación del material
Formación de una película o
capa alrededor del ingrediente
SENSIBLE
Momento deseado
Velocidad
controlada
(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
grupos hidroxil polares de
los monómeros de glucosa
átomos de hidrógeno y
oxígeno glicosídico
Formar complejos supramoleculares en solución acuosa
con una molécula que se aloja dentro de su cavidad
ENCAPSULACIÓN DE FLAVORS
El flavor juega un papel importante en la satisfacción del consumidor y
afecta las propiedades organolépticas del producto final.
Inconvenientes:
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.
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
Encapsulación con ciclodextrinas
Conversión de aceites en sólidos
solubilización directa y dispersión uniforme
UTILIZACIÓN DE LAS CICLODEXTRINAS
Auxiliar tecnológico
Enmascarar efecto
Estabilizador
Incremento de la solubilidad
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
Sin embargo, la combinación de altas temperaturas y humedad puede
llevar a la liberación parcial del ingrediente de inclusión.
FLAVORS →
No existen estudios detallados del efecto de las variables
externas en cinética de liberación del flavor incluido
Poder antifúngico de aceites esenciales de tomillo, ajedrea y clavo olor
El aceite esencial del tomillo tuvo la actividad antifúngica más alta
a)
b)
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)
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 Cinemaldehído
Solución 1:1 de βciclodextrina con Timol o
Cinemaldehído
Almacenamiento a 2º C durante
24 horas
Complejos
precipitados
Filtración
Complejos de Timol y
Cinemaldehído con Ciclodextrina
Congelación y
Liofilización
Sistemas
deshidratados
finales
(Ponce y col, 2007)
Obtención de los complejos sólidos de -Ciclodextrina (Método de Coprecipitación)
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).
rifampicina pura
β-CD
β-CD-rifampicina
mezcla física
β-CD-rifampicina x
coevaporación
Patrón de difracción de rayos-x de polvo
(Prakash Rao, 2006)
The IR spectra of astaxanthin (a), b-CD (b) and the inclusion
complex (c).
(Chen, X. et al, 2007)
MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO
Partículas VP (1-30 µm)
βCD (20-250 µm)
Mezcla física
Kneaded
Co-evaporado
VP-CD
Liofilizado
Potencial de ciclodextrinas naturales y sus
derivados para formar encapsulaciones
moleculares
Propiedades de hidratación de las ciclodextrinas
naturales y variantes químicas
Efecto de las variables externas en cinética de
liberación del flavor incluido
Peggy Alejandra Ponce Cevallos
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