Efecto del agente reticulante en la eficiencia de encapsulación de agentes bioactivos lipofílicos por la técnica combinada coacervación compleja-secado por aspersión

Abstract

Se evaluó el efecto del agente reticulante sobre la eficiencia de encapsulación de agentes bioactivos lipofílicos mediante coacervación compleja usando los sistemas: aislado de proteína de suero de leche (APS):carboximetilcelulosa (CMC), APS:alginato de sodio (AG), APS:goma arábiga (GA) y APS:quitosano (Q). Se determinó el efecto del pH, la relación proteína:polisacárido y la concentración de sólidos sobre la eficiencia de coacervación para seleccionar las mejores condiciones de coacervación. Se utilizaron como agentes reticulantes ácido tánico (AT), tripolifosfato de sodio (TPF), ácido tánico oxidado (ATO), enzima transglutaminasa (TG) y glutaraldehído (GLU) para el endurecimiento de la pared de las microcápsulas. La mayor eficiencia de encapsulación (EE) obtenida en las microcápsulas coacervadas en suspensión varió de 88 – 94%. Las microcápsulas coacervadas fueron secadas por aspersión y por liofilización para evaluar el efecto del tipo de secado sobre su integridad. La EE fue mayor al 80% en microcápsulas coacervadas liofilizadas con o sin agente reticulante, pero formaron un bloque sólido. Las microcápsulas coacervadas secadas por aspersión formaron un polvo fluido (10 – 20 μm), en donde los sistemas de APS:CMC y APS:Q reticulados con AT y TG respectivamente, obtuvieron la mayor EE (47 y 50% respectivamente), lo cual representó una mejora del 400% en la EE con respecto a las muestras sin reticulante. Con estos sistemas y agentes reticulantes se encapsuló aceite esencial de bergamota y aceite de pescado rico en ácidos grasos omega 3. Se llevó a cabo la digestión in vitro de las microcápsulas obtenidas, encontrando que en aquellas sin reticulante, así como en la reticulada mediante AT, la pared se degradó rápidamente por efecto del pH y la actividad enzimática, liberando el 100% del agente lipofílico encapsulado. Las microcápsulas de APS:Q reticuladas mediante TG liberaron gradualmente el material lipofílico, alcanzando una liberación del 47% al concluir las 5 h de digestión; mientras que en las microcápsulas reticuladas mediante glutaraldehído, la liberación del material lipofílico fue más lenta. Se llevó a cabo también la evaluación de la estabilidad del material lipofílico durante el almacenamiento de las microcápsulas a 30°C. Para las microcápsulas de aceite esencial de bergamota se tuvo pérdida de eficiencia de retención (ER) y EE con respecto al tiempo, obteniendo al final del almacenamiento (4 meses) una EE de 38% y 33% para los sistemas APS:CMC y APS:Q, reticulados mediante AT y TG comparado con 10 y 14% de las microcápsulas sin reticulante, respectivamente. Para las microcápsulas liofilizadas de APS:Q reticuladas con GLU, se tuvo una disminución de aceite de 38% comparada con 22% de las microcápsulas secadas por aspersión, debido a su estructura más porosa. Respecto a la calidad del aceite esencial encapsulado durante el almacenamiento, se encontró que fue menos degradado en las microcápsulas reticuladas que en aquellas sin reticulante. Por último, la ER de las microcápsulas de ácidos grasos omega 3 se mantuvo constante durante el almacenamiento, sin embargo, el aceite superficial incrementó entre 2.5-3.5 veces, debido a que los ácidos grasos omega 3 pasaron de estar encapsulados a depositarse como aceite superficial; no obstante, la EE fue mayor en las muestras reticuladas mediante AT y TG de los sistemas APS:CMC y APS:Q (25 y 36% respectivamente) en comparación con las muestras sin reticular (7%). En cuanto a la calidad de las microcápsulas de ácidos grasos omega 3, se pudo observar un grado importante de oxidación, tanto en las microcápsulas reticuladas como en aquellas no reticuladas, siendo mayor la oxidación en las microcápsulas sin reticulante. El método de microencapsulación por coacervación compleja con reticulación ofrece mejor protección contra el deterioro oxidativo, sin embargo, no es suficiente para mantener intacta la calidad del material lipofílico.