Técnicas de análisis de imágenes (dimensión fractal, análisis de fourier) aplicadas al estudio de la encapsulación en ciclodextrinas

VILLAGRÁN DOS SANTOS, NICOLÁS; DOS SANTOS, CRISTINA; MAZZOBRE, MARÍA FLORENCIA; BUERA, MARÍA DEL PILAR

Córdoba

Congreso; VI Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los alimentos (CICYTAC 2016).; 2016

Las ciclodextrinas (CDs) son oligosacáridos cíclicos que debido a su estructura espacial de cono truncado son capaces de formar complejos de inclusión por interacciones no covalentes con moléculas hidrofóbicas. La β-ciclodextrina (BCD) es utilizada como agente encapsulante de compuestos no polares en formulaciones de alimentos. El objetivo de este trabajo fue relacionar los cambios observados en el comportamiento de sorción de agua de compuestos encapsulados (colesterol, β-sitosterol y ácido mirístico) en BCD con cambios morfológicos determinados por técnicas de análisis de imagen. Los complejos se obtuvieron por el método de coprecipitación y liofilización. Se obtuvieron las isotermas de sorción de agua de la BCD y de los complejos por el método isopiéstico. Se empleó calorimetría diferencial de barrido (DSC) y titulación por Karl-Fisher para evaluar la formación y estabilidad de los complejos. La presencia de cualquiera de los ligandos modificó significativamente la isoterma de sorción de la BCD, el contenido de agua fue mucho menor en los sistemas combinados que en la CD sola. Estos resultados confirmaron la formación de los complejos en las distintas relaciones molares estudiadas (ligando-CD 1:1, 1:2, 1:3). La presencia de estos ligandos desplaza a las moléculas de agua que se encuentran en la cavidad de la la BCD en un proceso energéticamente favorable. El porcentaje de encapsulación de los ligandos a humedades altas (97% HR) fue mayor al aumentar la proporción de CD y el tiempo de almacenamiento. A humedades relativas bajas (11 a 50%) el grado de encapsulación de los ligandos no se modificó con el tiempo ni con la proporción de BCD. Se obtuvieron imágenes por microscopía electrónica de barrido (SEM) de todos los sistemas (CDs, ligandos y complejos), liofilizados y equilibrados a diferentes humedades relativas (%HR). Dichas imágenes fueron analizadas por el método de recuentos de cajas mediante el programa ImageJ con el plugin FracLac para calcular la dimensión fractal de contorno de las partículas (Df). Se aplicaron técnicas de análisis de Fourier (FFT) para observar diferencias geométricas entre las imágenes obtenidas considerando los cambios en las distribuciones espectrales asociadas. Los valores de Df permitieron comprobar que los sistemas mostraron diferente morfología y textura superficial. La Df se modificó con el %HR y su variación se modeló con las ecuaciones comúnmente utilizadas para describir las isotermas de sorción de agua. A partir de la distribución espectral obtenida por FFT se observaron diferencias en periodicidad y direccionalidad de las imágenes SEM estableciéndose una relación con la formación de los complejos. La utilización de la Df de imágenes SEM de productos alimentarios podría dar una idea clara de la complejidad de sus estructuras. El análisis de imágenes se presenta como una herramienta rápida y sencilla que permite reflejar los cambios que ocurren en estos productos por procesos tecnológicos o durante su almacenamiento.