“Aplicaciones de cápsulas de alginato para la liberación controlada de aditivos e ingredientes”

MARTINO, MIRIAM

Buenos Aires

Mesa redonda; XIII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CYTAL); 2011

La encapsulación tiene como propósito preservar la actividad de vitaminas, microorganismos benéficos, antioxidantes, saborizantes, enzimas, aceites, etc. por aislamiento total o parcial del entorno hasta su liberación en tiempo y lugar adecuados. Es fuente de nuevos ingredientes con propiedades únicas, permite enmascarar o preservar aromas y sabores, reducir problemas de aglomeración y volatilidad de líquidos, mejorando la dosificación de aditivos y por lo tanto la relación costo-efectividad. Entre los vehículos usados para la encapsulación se destacan los polímeros naturales (almidones, quitosanos, alginatos, sueros lácteos, etc.) Existen varios métodos para obtener sistemas encapsulados por secado y enfriado spray, formación de liposomas, coacervación, gelación iónica, inclusión molecular, cocristalización, etc. La técnica más difundida y de aplicación a nivel industrial es el secado spray.             Los métodos que involucran al alginato de Na o K como precursor de la matriz encapsulantes son la coacervación y la gelación iónica. Durante la coacervación compleja se produce la separación de fases de una emulsión o suspensión, que contiene el compuesto bioactivo, al combinarse el alginato con otro polímero de carga opuesta. Esto permite la formación de hidrogeles que incluyen el material activo; lográndose altos rendimientos. Por este mecanismo se han obtenido sistemas con una o múltiples capas, que otorgaron características específicas de permeabilidad y estabilidad a compuestos como aceites esenciales, aceites de pescado, vitaminas y enzimas, etc. La gelación iónica se produce por el entrecruzamiento de unidades de ácido urónico de distintas cadenas de alginato con cationes multivalentes (Ca+2, Zn+2, Fe+2/+3, Co+2, Ba+2, Al+3). Las cápsulas más utilizadas son las de alginato de Ca por su sencillez de preparación a escala de laboratorio, por extrusión o emulsificación, incluso en condiciones estériles. Son muy versátiles; virtualmente cualquier compuesto puede ser encapsulado con este sistema, ya sea hidrofóbico o hidrofílico, líquido o sólido.             Combinando ambos mecanismos, en nuestro laboratorio se ha estudiado la encapsulación de extractos liofilizados de yerba mate en matrices de alginato de Ca con y sin recubrimiento de quitosano, para preservar sus características antioxidantes. Los encapsulados se incluyeron como aditivos en sopas comerciales, siendo muy bien aceptadas por un panel sensorial de consumidores. Actualmente, se están desarrollando sistemas complejos con el agregado de carga (gránulos de almidón). Estas cargas a su vez pueden contener otros compuestos bioactivos, constituyendo así, un sistema de encapsulación múltiple.      Otra aplicación recientemente abordada está basada en la formación de geles de alginato de Zn y en las marcadas propiedades dieléctricas de los iones. Así, la incorporación de cápsulas de Zn en alimentos destinados al calentamiento en hornos microondas permitiría acelerar el calentamiento y enriquecer al alimento con encapsulados bioactivos. Las técnicas de emulsificación permiten la producción de microesferas a mayor escala. Sin embargo, la gelación externa al adicionar CaCl2 en solución puede ocasionar la desestabilización de la emulsión y provocar aglomeración de las microesferas. Esto se ha evitado con la emulsificación con gelación interna en la encapsulación de insulina para su administración en forma oral. La fase acuosa conteniendo el compuesto activo, el alginato de sodio y una sal de calcio insoluble en suspensión se emulsionó con una fase lipídica. La formación de las microesferas incluyendo el compuesto activo se logró por agregado de un ácido disuelto en la fase orgánica para solubilizar la sal de calcio y provocar la gelificación.  Los desarrollos para ampliar la escala de producción incluyen mejoras en el sistema de extrusión con jeringas por aplicación de chorros de aire, unidades eléctricas, de vibración o discos giratorios, siendo los más promisorios lo que involucran sistemas emulsionados.