Microencapsulación de fitoesteroles mediante secado por atomización: Influencia de la temperatura de secado

DIBATTISTA, C.A.; TRAPÉ, D.; CONSTENLA, D.; RAMIREZ RIGO, M.V.; PIÑA, J.

Rosario

Congreso; VII Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2013

Asociación Argentina de Ingenieros Químicos

Resumen: Los fitoesteroles (FE), esteroles vegetales de estructura similar al colesterol, son compuestos insolubles en agua y poco solubles en grasas y aceites, muy conocidos por ser reductores de la absorción del colesterol y de los niveles de colesterol sérico (Franke, 2006). Su baja solubilidad dificulta su aplicación en preparaciones alimenticias (Auweter et al., 2009). No obstante, algunos investigadores han propuesto alternativas para incrementar su solubilidad y/o biodisponibilidad (Ostlund, 2000; Gottermoller, 2004). Sin embargo, la mayor parte de estas alternativas involucra técnicas que implican una reducción en la salubridad de los productos elaborados, por el uso de solventes orgánicos (Dyer et al. 2003) o de altos contenidos de grasas saturadas (Yuan & Rudie, 2001), o bien la modificación química de los FE por esterificación o hidrogenación (Stewart et al., 2000). La microencapsulación es una tecnología ampliamente utilizada para proveer una barrera física entre un material de interés y los demás componentes de un producto (Gharsallaoui et al., 2007), que resulta muy atractiva para sortear la difícil aplicabilidad de los FE en alimentos líquidos. Existen diversas técnicas para producir microcápsulas. El secado por atomización (SA) es la más usada en la industria alimentaria debido a su sencillez y bajo costo (Drusch, 2007), como así también a la disponibilidad de equipos a distintas escalas, y la posibilidad de producir a escala industrial en modo continuo (Shu et al., 2006). En este proceso, una alimentación líquida es transformada en partículas sólidas mediante aspersión en un gas de secado caliente (Masters, 1976). Las condiciones operativas del secado y la composición de la alimentación líquida suelen tener efecto sobre las propiedades de los sólidos y el rendimiento del proceso (Bruschi et al., 2003), en consecuencia, la optimización de las variables operativas y de formulación es importante. En estudios previos, se ha logrado la microencapsulación de FE mediante SA, utilizando como agente de cobertura una mezcla de maltodextrina (MD) y goma arábiga (GA) con bajas y distintas concentraciones de un tensoactivo: Tween 20 (T20), o dodecilsulfato de sodio (SDS) (Di Battista et al., 2012). Los resultados indicaron que la alimentación líquida con composición FE:GA:MD:SDS = 6,66:15:5:2 en 100 mL de agua es, de todas las formulaciones ensayadas, la más adecuada para recubrir los FE. El objetivo del presente trabajo fue determinar la influencia de la temperatura de secado (Tin) sobre las variables de proceso y propiedades de producto de mayor relevancia en la microencapsulación de FE. Con este fin, se prepararon 3 muestras de la alimentación descripta a 60 °C (valor establecido mediante ensayos exploratorios), mantenidas en agitación durante una hora a dicha temperatura. Las suspensiones obtenidas fueron sonicadas durante 5 minutos para disminuir el tamaño de las partículas de FE y alcanzar una distribución uniforme de las mismas. Finalmente, las muestras fueron atomizadas utilizando 110, 130 y 160 °C como temperaturas de secado en cada caso y manteniendo los demás parámetros operativos invariables. Los sólidos recuperados del ciclón de separación gas-sólido junto a los del vaso recolector de producto y los de la cámara de secado, fueron relacionados gravimétricamente respecto al contenido de sólidos alimentados para determinar el rendimiento de secado (RS) y el pegado en la cámara (PC), respectivamente. Además, se estableció el contenido de fitoesteroles totales (FET) y encapsulados (FEE) en el producto para calcular la eficiencia de encapsulación (EE) y la retención de FE (RFE) (Di Battista et al., 2012). Asimismo, se midió la distribución de tamaño de partículas (PSD) del producto de secado mediante difracción de rayos láser. En todos los casos, el diámetro medio en volumen de las partículas fue inferior a 8,45 μm, siendo las variaciones por distinta Tin no significativas (p > 0,05). El RS estuvo entre 51,9 y 60,9 %, sin presentar diferencias significativas entre las 3 muestras (p > 0,05). El PC no mostró correlación alguna con la temperatura de secado. Finalmente, la EE aumentó desde 52,6 hasta 64,9 % al incrementarse Tin desde 110 a 130 °C, pero luego cayó a 56,6 % para 160 °C. Shu et al. (2006), observaron una tendencia de EE vs Tin similar, adjudicando la disminución de EE a altas Tin a la rotura de la pared de la microcápsula por un desbalance entre las velocidades de evaporación y de formación de film. Para la formulación encontrada como óptima en estudios previos, los resultados de este trabajo permiten identificar a la temperatura de secado como una variable operativa no significativa sobre el rendimiento de proceso y el tamaño de partícula pero relevante sobre los dos parámetros inherentes a la microencapsulación (la retención de FE y la eficiencia de encapsulación)