Efecto de las matrices biopoliméricas en la cinética de liberación in vitro de antioxidantes microencapsulados con membranas líquidas y sólidas.

Cruz de la Cruz, Verónica de la (2018) Efecto de las matrices biopoliméricas en la cinética de liberación in vitro de antioxidantes microencapsulados con membranas líquidas y sólidas. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Hoy en día el creciente empleo de antioxidantes en la industria de alimentos hace necesaria la búsqueda de nuevas alternativas para reducir la inestabilidad y prolongar la vida útil de estos compuestos (β-carotenos, polifenoles, antocianinas, etc.), entre dichas estrategias se encuentra la técnica de microencapsulación. Para ello, se ha intensificado la búsqueda de polímeros más apropiados y específicos, con propiedades de liberación controladas para facilitar la incorporación antioxidante como aditivos alimentarios ya que el consumo de dichos compuestos proveen efectos benéficos a la salud (ej. prevención de enfermedades degenerativas. El objetivo de la presente investigación fue determinar el efecto de los diferentes biopolímeros en la cinética de liberación in vitro y en la degradación de los carotenoides microencapsulados en matrices líquidas y sólidas. De acuerdo a los objetivos planteados, se elaboraron emulsiones agua en aceite (W/O), con las diferentes matrices biopoliméricas como goma arábiga (GA), goma de mezquite (GM), almidón de banano nativo (ABN) y almidón de banano modificado (ABM) y sus posibles combinaciones, las microcápsulas fueron obtenidas por el método de secado por aspersión. Se determinó la estabilidad física de las emulsiones con el diámetro promedio superficial (D3,2), índice de cremado y tasa de coalescencia. Además, se cuantificó la liberación del activo en las emulsiones y microcápsulas (in vitro) simulando las condiciones gástricas. Las emulsiones de GA y GM con una concentración de 20 % con una fase oleosa (φ) 0.1 y φ 0.2 fueron más estables con D3,2 de 1.07μ, así también con el índice de cremado y la tasa de coalescencia. Las emulsiones con ABN fueron muy inestables, por lo tanto, se realizó una modificación del ABN con anhidro octenil succínico (OSA). Las emulsiones con ABM a 90 °C con una concentración de 5.4 % y  de 0.1, fueron estables confirmando con el tamaño de partícula, índice de cremado y tasa de coalescencia. En relación a la digestión in vitro de GA y GM se encontró que la emulsión con GA al 10% mostró mejor liberación del β-caroteno. Con el ABM y ABN de acuerdo al diámetro promedio superficial (D3,2), el ABM presento un tamaño de partícula de 1.17μ en al intestino delgado. A las microcápsulas se determinó Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR). ABSTRACT Nowadays, the growing use of antioxidants agents in the food industry makes it necessary to search for new alternatives to reduce the instability and prolong the useful life of these compounds (β-carotenes, polyphenols, anthocyanins, etc.), among these strategies is the microencapsulation technique. Thus, the search for more appropriate and specific polymers has been intensified, with controlled release properties to facilitate the incorporation of antioxidants agents as food additives since the consumption of these compounds provides beneficial effects to health (e.g. prevention of degenerative diseases. The aim of this research was to determine the effect of different biopolymers in vitro release kinetics and degradation of carotenoids microencapsulated in liquid and solid matrices. According to the proposed objectives, water-in-oil (W/O) emulsions were elaborated, with the different biopolymer matrices such as gum arabic (GA), gum mesquite (GM), native banana starch (ABN) and modified banana starch (ABM) and their possible combinations, the microcapsules were obtained by spray drying method. Also, it was determined the physical stability of emulsions with the surface diameter (D3,2), cremated index and rate of coalescence. In addition, the release of active compound in the emulsions and microcapsules was quantified in vitro, simulating the gastric conditions. The emulsions of GA and GM with a concentration of 20% with an oil phase (φ) 0.1 and φ 0.2 were more stable with D3.2 of 1.07μ, as well as with the cremation index and the coalescence rate. The emulsions with ABN were very unstable; therefore, a modification of the ABN was realized with octenyl succinic anhydride (OSA). The emulsions with ABM at 90 °C with a concentration of 5.4% and  of 0.1, were stable and this was confirmed with the particle size, cremation index and coalescence rate. Regarding to GA and GM in vitro digestion it was found that the emulsion with 10% GA showed better release of B-carotene. Respect to ABM and ABN, according to the average surface diameter (D3.2), ABM presented a particle size of 1.17μ in the small intestine. Finally, microscopic scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR) was determined to the microcapsules.

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