1 MICROENCAPSULACIÓN INCLUSIÓN MOLECULAR DE COMPONENTES DE ACEITES ESENCIALES EN CICLODEXTRINAS

2 Encapsulación en matriz amorfaCompuestos utilizados como saborizantes y aromatizantes en industria cosmética, alimentaria y farmacéutica Líquidos a Temperatura ambiente Son una mezcla compleja de varias sustancias y son susceptibles a los efectos de la luz, oxígeno, humedad ambiente y temperaturas elevadas Oleosos y liposolubles Encapsulación en matriz amorfa

3 flavor líquido matriz sólida polvo sólido Volatilidad reducidaMayor estabilidad a la oxidación Fácil de manipular

4 PROCESO DE MICROENCAPSLACIÓNIngrediente Formación de una película o capa alrededor del ingrediente SENSIBLE Almacenamiento Liberación del material Velocidad controlada Momento deseado

5 (Madene, A, 2006.)

6 CICLODEXTRINAS Oligosacáridos cíclicos obtenidos industrialmente por degradación enzimática del almidón catalizada por la enzima ciclomaltodextrin glucano transferasa (CGT). (adaptado de Bonnet, 2001 )

7 Debido a su estructura circular y la posición particular de los grupos hidroxilos, la ciclodextrina es anfifílica, y tiene por ende, dos zonas con propiedades distintas: Una parte interior hidrofóbica Una parte exterior hidrofílica grupos hidroxil polares de los monómeros de glucosa átomos de hidrógeno y oxígeno glicosídico Formar complejos supramoleculares en solución acuosa con una molécula que se aloja dentro de su cavidad

8 ENCAPSULACIÓN DE FLAVORSEl flavor juega un papel importante en la satisfacción del consumidor y afecta las propiedades organolépticas del producto final. Inconvenientes: Las materias primas no tienen una composición constante. El contenido de flavor o aroma depende del tiempo de cosecha, procesamiento, tamaño y tipo de producto. Los productos naturales pueden presentar contaminación microbiológica. El contenido de aroma se reduce durante el almacenamiento y puede involucrar una alteración indeseable de ciertos componentes. Su tiempo de vida útil es limitado.

9 Encapsulación con ciclodextrinas Conversión de aceites en sólidosDurante más de un siglo se han utilizado concentrados, aceites esenciales y flavores obtenidos principalmente por destilación con vapor Recientemente, se ha buscado convertir estos ingredientes en productos sólidos, utilizando almidón, dextrinas o microencapsulándolos, para de esta manera brindar un uso más higiénico y estandarizado. La mayoría de los flavores son lipofílicos → grasas y aceites para solubizarlos y dispersarlos en productos alimenticios Encapsulación con ciclodextrinas Conversión de aceites en sólidos solubilización directa y dispersión uniforme

10 UTILIZACIÓN DE LAS CICLODEXTRINASAuxiliar tecnológico Enmascarar efecto Estabilizador Incremento de la solubilidad Reducción de la volatilidad Incrementan punto de ebullición en 10º C

11 La estabilidad térmica de la estructura de la ciclodextrina permite que pueda ser utilizada en procesos de productos alimenticios a altas ºT Sin embargo, la combinación de altas temperaturas y humedad puede llevar a la liberación parcial del ingrediente de inclusión. FLAVORS → No existen estudios detallados del efecto de las variables externas en cinética de liberación del flavor incluido

12 Poder antifúngico de aceites esenciales de tomillo, ajedrea y clavo olorEl aceite esencial del tomillo tuvo la actividad antifúngica más alta a) b) Inhibición de crecimiento del Aspergillus flavus por timol, ajedrea y clavo de olor en medio de cultivo PDA (a) y en pasta de tomate (b) (Omidbeygi y col., 2007)

13 El cinemaldehído es un elemento importante en la aromaterapia, y es muy utilizado por la “aromacología” (Wang, 2005) Entre los efectos farmacéuticos del cinemaldehído puede mencionarse: - Calmar los cólicos menstruales y espasmos musculares - Bueno para el estómago - Incentivar la pérdida de peso - Analgésico - Antidiarréico - Cura la gripe simple Los aceites esenciales de la canela tienen además propiedades antimicrobianas que permiten extender la vida útil de los alimentos.

14 (Ponce y col, 2007) Solución Saturada de -CiclodextrinaAgitación a 55º C y lenta adición de Timol y Cinemaldehído Solución 1:1 de β-ciclodextrina con Timol o Cinemaldehído Almacenamiento a 2º C durante 24 horas Complejos precipitados Filtración Complejos de Timol y Cinemaldehído con -Ciclodextrina Congelación y Liofilización Sistemas deshidratados finales (Ponce y col, 2007) Obtención de los complejos sólidos de -Ciclodextrina (Método de Coprecipitación)

15 No existe un único método o proceso para obtener los complejosPara cada compuesto que se vaya a encapsular con la ciclodextrina, se debe desarrollar un proceso Ciertos factores como temperatura, cantidad de agua, tiempo de mezclado y condiciones de secado deben ser establecidos para el equipo y para la ciclodextrina y su complejo de inclusión.

16 ANÁLISIS DE LOS COMPLEJOS DE INCLUSIÓN CON CICLODEXTRINASResonancia Magnética Nuclear (NMR) Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) Difractometría de Rayos X Microscopía electrónica de barrido Espectrocopía infrarroja y Raman

17 Perfil termoanalítico de un sistema Huésped--ciclodextrina realizado por DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido). (Adaptado de Giordano, 2001).

18 β-CD-rifampicina x coevaporaciónrifampicina pura β-CD β-CD-rifampicina mezcla física β-CD-rifampicina x coevaporación Patrón de difracción de rayos-x de polvo (Prakash Rao, 2006)

19 The IR spectra of astaxanthin (a), b-CD (b) and the inclusion complex (c).(Chen, X. et al, 2007)

20 MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDOPartículas VP (1-30 µm) βCD ( µm) Mezcla física Kneaded Co-evaporado Liofilizado VP-CD

21 Potencial de ciclodextrinas naturales y sus derivados para formar encapsulaciones molecularesPropiedades de hidratación de las ciclodextrinas naturales y variantes químicas Efecto de las variables externas en cinética de liberación del flavor incluido

22 Peggy Alejandra Ponce CevallosGracias! Peggy Alejandra Ponce Cevallos