Herramientas analíticas para caracterizar la nanoencapsulación de β-sitosterol y colesterol en β-ciclodextrina

DOS SANTOS, CRISTINA; MARINO, CARLA; MAZZOBRE, MARÍA FLORENCIA; BUERA, MARÍA DEL PILAR

Rosario

Encuentro; Actividad del Proyecto PDTS 0196 en el marco de la Reunión anual de la Sociedad de Biología de Rosario (SBR); 2017

La β-ciclodextrina (BCD) es un oligosacárido cíclico capaz de formar complejos de inclusión con sustancias hidrofóbicas, lo que es muy útil para la extracción, estabilización y solubilización de las mismas. La formación de complejos con BCD permite reducir el contenido de colesterol (COLE) en diversos productos o bien vehiculizar β-sitosterol (SITO) para incorporarlo en formulaciones funcionales. El objetivo de este trabajo fue caracterizar los factores que afectan la encapsulación molecular de COLE y SITO en BCD empleando diversas herramientas analíticas.Los complejos de inclusión se prepararon por coprecipitación y liofilización. Se establecieron las condiciones óptimas de encapsulación y la estabilidad de los complejos en función del tiempo de almacenamiento. La encapsulación y las interacciones esterol-BCD se verificaron utilizando calorimetría diferencial de barrido (DSC), microscopía electrónica de barrido (SEM), dispersión de rayos X a bajos ángulos (SAXS) y resonancia magnética protónica (RMN-1H). El análisis del aumento de la solubilidad de los esteroles en función de concentraciones crecientes de BCD mostró que los complejos formados en solución presentan relación molar esterol-BCD 1:1. Los parámetros termodinámicos calculados en ambos casos fueron ?SITO-BCD: ΔH= -54 ± 3 kJ/mol; ΔS= -121 ±10 J/mol; ΔG25= -18± 1kJ/mol.?COLE-BCD: ΔH= -43 ± 3 kJ/mol; ΔS= -65 ±9 J/mol ; ΔG25= -23±1 kJ/mol. Los valores negativos de H, G25 y S muestran que la encapsulación de estos esteroles es un proceso exotérmico y espontáneo, que conduce a sistemas más ordenados. La inclusión molecular de SITO en BCD en solución se estudió además analizando las modificaciones de los desplazamientos químicos (Δδ) de los protones H-3 y H-5 de la BCD por RMN-1H. Los Δδ fueron máximos para la relación molar SITO-BCD 1:1 confirmándose así la estequiometría de estos complejos en solución.Los termogramas de los sistemas deshidratados confirmaron que el COLE y SITO se encapsularon parcialmente en BCD, agitando 12 a 24 horas a 25°C, y se liberaron durante el almacenamiento cuando la relación molar con la BCD fue 1:1. En cambio, para la relación 1:3 el porcentaje de encapsulación aumentó significativamente. Los gráficos de dispersión obtenidos por SAXS de los polvos deshidratados COLE-BCD mostraron que la encapsulación afectó las señales de ambos componentes. La presencia de ambos ligandos modificó las isotermas de sorción de agua de las CDs, siendo la cantidad de agua adsorbida menor en los complejos. Las imágenes SEM analizadas por dimensión fractal, evidenciaron diferencias en la morfología y textura superficial de los sistemas. Las técnicas empleadas son complementarias para la caracterización integral de la formación y estabilidad de complejos con BCD, además los resultados obtenidos son útiles para seleccionar condiciones de almacenamiento.