MICROENCAPSULACIÓN INCLUSIÓN MOLECULAR DE COMPONENTES DE ACEITES ESENCIALES EN CICLODEXTRINAS

Encapsulación en matriz amorfa 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 Ingrediente Formación de una película o capa alrededor del ingrediente SENSIBLE Almacenamiento Liberación del material Velocidad controlada Momento 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 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.

Encapsulación con ciclodextrinas Conversión de aceites en sólidos 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.

(Ponce y col, 2007) Solución Saturada de -Ciclodextrina Agitación a 55º C y lenta adición de Timol y Cinemaldehído Solución 1:1 de β-ciclodextrina 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).

β-CD-rifampicina x coevaporación 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 Liofilizado VP-CD

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 Gracias! Peggy Alejandra Ponce Cevallos peggy_ponce@hotmail.com peggy@di.fcen.uba.ar