MICROENCAPSULACIÓN CON ALGINATO. TÉCNICAS Y APLICACIONES

1. Arteaga Franco Ricardo Adolfo MironMiron Amparo Soriano Trejo Christian Vázquez Meza Lucía Angélica Ximello Bautista Luz Verónica MICROENCAPSULACIÓN CON ALGINATO.TÉCNICAS Y APLICACIONES

2. Producir alimentos reconstituidos y funcionales. Nuevas tendencias tecnológicas

3. Hidrofílicos. Modifican la reología. Solubles en frío o mediante tratamiento térmico. Hidrocoloides

4. Polisacárido aniónico. Paredes celulares de las algas marinas pardas. G-Bloques M-Bloques Si + [G-Bloques]; Gel fuerte y frágil. Si + [M-Bloques]; Gel suave y elastico. ALGINATO

5. MECANISMOS DE GELIFICACION CON ALGINATO • Hidratación del aliginato • Concentración ion calcio • Contenido de los G-bloques

6. Gelificacion interna Gelificacion externa Procesos de gelificación iónica

7. Difusión del ion calcio de una fuente que rodea al hidrocoloide Solución de alginato pH neutro Gelificación externa • Formación de gel. • Superficie, saturada de iones calcio. • Avanza al interior desplazando al ion sodio por catión divalente solubilizado en agua. • Interacción con G bloques de diferentes moléculas enlazándolas entre si. Sal de alginato Ion sodio Fuente de calcio: Cloruro de calcio.

8. Liberación controlada del ion calcio desde una fuente interna de sal de calcio insoluble o parcialmente soluble dispersa en la solución de alginato de sodio. Gelificacion interna 1.- Sal de calcio insoluble a pH neutro, soluble a pH acido 2.- Sal de calcio parcialmente soluble

9. Carbonato de calcio, fosfato tricalcico, fosfato dicalcico y citrato tricalcico. Acido orgánico Difundirse en sal Adicionar Acidificación del medio. Solubilizar iones calcio. 1.- Sal de calcio insoluble a pH neutro, soluble a pH acido • Ac. Orgánico acético • Adipico • Glucono delta- lactona.

10. 2.- Sal de calcio parcialmente soluble Adición Adición Alginato (sal de calcio) Agente Secuestrante • Fosfato • Sulfato de sodio • Citrato de sodio

12. Producto que protege al compuesto encapsulado. Tendencias tecnológicas + Alginato=MICROENCAPSULACIÓN

13. Empaquetado de soluciones líquidas, solidas o gases mediante cápsulas que liberan su contenido gradualmente. Obtención de una barrera que retarda las rxn´s con el medio que lo rodea. MICROENCAPSULACIÓN

14. Solución de alginato de sodio Iones multivalentes, Ca++ Unión entre G-bloque de una molécula con otro G- Bloque de otra molécula de alginatoa través del ión Ca++ GELIFICACIÓN

15. Técnicas de Microencapsulación Se determina por: Propiedades fisicoquímicas del material soporte La aplicación final deseada Su funcionalidad Incorporación a los alimentos

16. Encapsulación por extrusión • Formación de gotas de alginato • Las gotas caen sobre un baño que contiene la fuente del ion divalente • Se lleva a cabo por gelificación externa • Largos tiempos de gelificación • Tamaños uniformes de capsula

17. Atomizador con corte sistemático del chorro Disco atomizador Boquilla vibratoria Potencial electrostático Flujo de aire coaxial

18. Encapsulación en emulsión • Proceso de dispersión de un liquido en otro liquido inmiscible • fase dispersa incluye el componente a encapsular • Por mecanismo de gelificacion interna o externa

19. Gelificacion externa • Dispersión de una mezcla alginato-componente en fase continua no acuosa • Adición de una fuente de calcio se difunde formando un gel • Gelificacion interna • Liberación de ion calcio desde un complejo insoluble al cual se le agrega un agente secuestrante contenido en una solución de alginato-componente • Dispersión en una fase continua no acuosa (emulsión agua en aceite ) • Liberación de ion calcio con la adición de un acido orgánico • Disminución de pH produciendo la gelificacion

21. Encapsulación mediante secado por atomización • Se ha usado para enmascarar sabores, aromas y encapsulación de vitaminas • Procedimiento: • Preparación de una emulsión que contenga el compuesto a encapsular y el material polimérico • se pulveriza sobre un gas caliente • Las macropartículas en polvo son separadas del gas a bajas temperaturas

22. Microorganismos probióticos

23. Alimentos en los que los encontramos

24. ¿Qué son los probióticos según? Lactobacillus(L. acidophilus, L. casei, L. reuteri, L. bulgaricus, L. brevis, L. cellobiosus, L. curvatusy L. plantarum), Bifidobacterium (B. bifidum, B. adolescentes, B. animalis, B. infantis, B. longumy B. thermophilum) y cocos Gram positivos (Lactococcuslactisssp.cremoris,Streptococcusthermophilus) (Krasaekooptet al., 2003).

25. Microencapsulación La microencapsulación ha permitido inmovilizar bacterias probióticas en una matriz de alginato debido a la simplicidad del proceso de preparación de las microcápsulas, su biocompatibilidad y alta retención de microorganismos como consecuencia del tamaño de poro mostrado por la matriz estimado en 17 nm, mientras que el tamaño promedio de las bacterias oscila entre 1-3 µm.

26. Aplicaciones de Microencapsulación con probióticos

27. La protección de compuestos químicos es importante para evitar la degradación química por diversos factores. Compuestos activos no microbianos

28. Mantener propiedades funcionales • Sabor y aroma • Se emplean para enmascarar sabores amargos o astringentes • Protección de sabor u olor original

29. Ejemplos • Encapsulación de ácidos grasos omega 3 y 6 para enriquecer productos alimenticios, estos son altamente oxidables y de sabor desagradable. • Otras compañías han encapsulado aceite de pescado en alginato con tamaños entre 1 y 30µm con técnica en emulsión y recubrimiento en goma xantana • Para esta formación se preparo una emulsión agua-aceite con sal de calcio en la fase acuosa, mas adición y agitación constante de alginato de sodio. • Finalmente la superficie de las micro esferas es recubierta de goma xantana y un tenso activo que minimiza el tamaño de las gotas de agua residual hasta gelificar empleando altas temperaturas.

30. Vitamina E (alfa tocoferol) • Antioxidante usado en industria farmacéutica y procesos alimentarios. • Tiene aplicación limitado debido a carácter lipofilico, alta sensibilidad al calor y la luz. • Para encapsular compuestos oleosos como aceites esenciales en alginato se usa la técnica por extrusión y doble boquilla para extruir la solución canalizando el componente oleoso en un tubo concéntrico con la solución de alginato y las gotas extruidas caen sobre un baño de cloruro de calcio. • Sistema mixto • Preparación de estas mismas capsulas con β-lactoglobulina y albumina como matriz y recubrimiento de alginato con extrusión pero solución ZnCl2 como gelificante. • Demostró mayor concentración de proteína, mejor eficiencia y control en tiempos de liberación.

31. Hierba mate (llexparaguariensis) • Microencapsulada en alginato, recubierta en quitosano y deshidratación de microcapsulas utilizando diferentes métodos de secado. • Demostrando que la matriz alginato-quitosano retarda los tiempos de liberación del compuesto respecto a microcapsulas sin recubrir. • Aroma limoneno, usado en bebidas refrescantes. • Encapsulado en sistema alginato-alcohol polivinilico. • Considerando su gran sensibilidad al calor, se evaluó perdida de olor a altas temperaturas, comparado con limoneno libre, dando como resultado una alta resistencia frente a temperaturas como criticas para limoneno sin encapsular.

32. La microencapsulación de enzimas facilita su manipulación, recuperación y mayor estabilidad. • Hidrolisis de almidón a partir de microencapsulacion de enzimas glucoamilasa y pululanasa en alginato mostro mayor estabilidad térmica y a pH respecto a moléculas libres. • Esto con técnica extrusión individual de enzimas, mezcladas 3:2 sobre un sustrato en reactores de lecho fluidizado. • Enzimas en proceso de maduración de quesos • En matrices poliméricas alginato con almidón o pectina, con técnica por extrusión sobre calcio con y sin quitosano los resultados demostraron baja eficacia pero la que contiene quitosano aumento la retención de las enzimas, por tanto este actuó como recubrimiento en las microcapsulas.

33. Péptidos y proteínas • Se han logrado encapsular provenientes de la albumina de suero en matrices de alginato-glicol-quitosano altamente resistentes a las condiciones gastrointestinales. Estas microcapsulas prometen ser suplemento proteico de usos nutricionales específicos.

34. Conclusiones • Las técnicas de microencapsulacion con alginato permiten de principios activos como proteínas , aminoácidos, vitaminas, extractos, sabores aromas, microorganismos, y enzimas, que con el medio circundante sufren degradación y perdida de propiedades funcionales además de mantener sus actividades en procesamiento y almacenaje. • El alginato es ideal por ser biocompatible, no toxico y degradable. • Se pueden reforzar aspectos con matrices mixtas de alginato y xantana, almidón, pectina, alcohol polivinilico, quitosano, maltodextrina, entre otros. Esto debido a incrementos en eficiencia, tiempos de liberación y mejora de propiedades físico-quimicas. • La selección de la técnica de microencapsulacion depende de las propiedades del componente a encapsular, tamaño deseado, composición de alginato y concentración de calcio.