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Micro y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario y cosmético (parte 1)

Micro y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario y cosmético (parte 1)

Micro y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario y cosmético (parte 1)

Encapsulación en la industria alimentaria y cosmética 

Se entiende como encapsulación al «atrapamiento» de un compuesto químico (ingredientes, aromas, enzimas, etc.) en pequeñas partículas (nano- o micropartículas). En consecuncia, la encapsulación da lugar a un material sólido formado por pequeñas partículas (de polímeros, macromoléculas, lípidos, etc.) que, en su interior, contienen otras partículas o productos químicos o biológicos (material encapsulado), obteniendolo que se conoce como un material tipo core-shell; donde el shell o cubierta es el material encapsulante (cápsula, esfera, material polimérico, membrana) y el core o núcleo es el material encapsulado.

Ventajas de la encapulación

La encapsulación de compuestos incrementa su estabilidad (aumenta la vida media del producto), ya que los aísla del ambiente (los protege frente al calor, la humedad, el aire, la luz, el oxígeno) y de otros compuestos presentes en la mezcla, impidiendo que reaccionen entre sí. De tal manera que la encapsulación de compuestos modifica las características físicas de los compuestos encapsulado:

  • Facilita su manipulación y permitiendo una dispersión más uniforme en el material deseado
  • Evita la evaporación de ingredientes volátiles (aromas)
  • Reduce pérdidas
  • Enmascara sabores desagradables
  • Minimiza interacción entre activo y receptores de la boca
  • Permite controlar la liberación del producto encapsulado en el lugar y el momento deseado (liberación controlada).
Propiedades ideales de los materiales encapsulantes

Los materiales para encapsular compuestos alimenticios y cosméticos deben:

  • Ser biodegradables y/o bioerosionables
  • Ser inertes con el material a ser encapsulado, tanto durante el procesado de encapulación como durante su almacenamiento
  • Ofrecer la máxima protección al material activo frente a las condiciones ambientales (calor, luz, humedad, oxígeno, etc.)
  • Facilitar la posibilidad de ser procesables y manipulables en disolventes o condiciones aceptables y aprobadas para uso en la industria alimentaria y cosmética
  • Ser económicos
  • Y, a ser posible, se deben usar materiales que ya estén presentes (de una u otra forma) en los alimentos o preparados cosméticos para no variar mucho su composición.

En la siguiente tabla muestra un resumen de los materiales más utilizados así como los métodos más efectivos para la encapsulación de agentes activos alimentarios y cosméticos:

Categoría Materiales Métodos
Polisacáridos Almidón, maltodextrinas, quitosano, alginato, ciclodextrinas, carragenatos, gomas, agar Spray, extrusión, coacervación, complejación, gelificación
Celulosas CMC, MC, EC, acetatoftalato de celulosa Coacervación, spray-drying, lecho fluído
Lípidos Cera, parafinas, manteca cacao, aceites, grasas Emulsificación, liposomes, fusión en caliente
Proteínas Gliadina, vicilina, legumina, caseína, gelatinas, albúminas Emulsificación, coacervación, spray-drying
Técnicas de encapsulación

Las principales técnicas existentes para la encapsulación de compuestos activos en alimentación y cosmética se pueden clasificar en función del tipo de procedimiento que usa:

Procedimientos físicos:

  • Coacervación (Simple o Compleja)
  • Precipitación-evaporación
  • Emulsion-evaporación
  • Fusión en caliente

Procedimientos químicos:

  • Polimerización-precipitación
  • Polimerización en emulsión
  • Policondensación interfacial
  • Gelificación

Procedimientos mecánicos:

Los procedimientos físicos y mecánicos se conocen también como métodos Top-Down, mientras que los métodos químicos se les denomina métodos Bottom-Up.

Métodos top-downSon aquellos método que, partiendo de macromateria, son capaces de ir «estirándola» o «troceándola» de forma que se obtenga un tamaño micro o nano. Es decir, se parte de materiales a tamaño macro y por procedimientos físicos o mecánicos se obtiene esa misma materia (composición) pero a tamaño más pequeño.

Métodos bottom-up: a diferencia de los anteriores, en este caso se parte de moléculas o átomos que se «pegan unos a otros» (reacción química) hasta conseguir el tamaño requerido (nano o micro).

 

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