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Micro y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario y cosmético (parte 2)

Micro y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario y cosmético (parte 2)

Micro y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario y cosmético (parte 2)

En un post anterior discutimos sobre las generalidades de la microencapsulación. En este segundo post trataremos aspectos generales sobre las principales técnicas física para llevar a cabo la encapsulación de compuestos activos. Las técnicas químicas y las técnicas de procesado mecánico las trataremos en siguientes posts.

Principales técnicas de encapsulación que usan procedimientos físicos 
Encapsulación por coacervación

La coacervación consiste en lograr que un sistema coloidal pierda su solubilidad. Cuando un sistema coloidal (que por regla general está formado por dos fases: una líquida y otra dispersa) disminuye su solubilidad, se produce una separación de las fases. Esto da lugar a dos zonas: una pobre en coloide y otra rica en coloide. En la fase rica en coloide, la macromolécula puede quedar constituyendo una fase en forma de pequeñas gotas en estado liquido. Este fenómeno se denomina coacervación y las pequeñas gotas forman el estrato líquido llamado coacervato.

Cuando se forma el coacervato y en condiciones favorables, éste puede producir la microencapsulación de pequeñas partículas sólidas o gotas de líquido inmiscibles que se encuentren en la interfase. Dependiendo de las condiciones experimentales (agente desolvatante, tiempo de incubación, agente reticulante), se pueden obtener micro- o nanopartículas.

Se distinguen dos formas de trabajar, denominadas:

  • Coacervación simple: la que se da lugar por adición de disolventes miscibles en agua, cambios de pH o electrolitos.
  • Coacervación compleja: cuando su origen se debe a una desolvatación simultánea. Puede estar inducida por cambio de pH, o de coloides con carga opuesta.
Encapsulación por precipitación-evaporación

Para llevar a cabo esta técnica, es necesario que el agente encapsulante (polímero lineal o macromolécula) sea soluble en el mismo medio que el agente a encapsular. De esta forma obtenemos una fase 1 que contiene al agente encapsulante y el agente a encapsular perfectamente solvatados. Posteriormente, esta fase 1 se adiciona lentamente a una fase 2 en la que el agente encapsulate no es soluble. Así, mediante la ayuda de agitación y mezcla, la adición de la fase 1 en la fase 2 produce la precipitación (plegamiento de las cadenas del agente encapsulante) atrapando en su estructura al agente a encapsular. Posteriormente, se elimina mediante evaporación el solvente de la fase 1. También queda una dispersión de partículas con agente encapsulado en la fase 2.

En función del agente encapsulante, de los medios usados, de la velocidad de adición de un medio sobre otro, así como de la agitación/mezcla, se pueden obtener diferentes tamaños de partícula. No obstante, es difícil obtener tamaños de partícula inferiores a 150 nm y la polidispersidad de las mismas es alta.

Encapsulación por emulsión-evaporación

En este caso, se trabaja nuevamente con dos fases:

  • Una fase orgánica que contiene el agente encapsulante (generalmente una macromolécula) y el agente a encapsular; ambos solubles en el disolvente orgánico.
  • Una fase acuosa, la cual contiene un surfactante y unas condiciones óptimas para que se genere una emulsión.

Al mezclar estas dos fases mediante agitación, se genera una emulsión. De esta forma queda el agente encapsulante y el agente a encapsular embebidos en dicha emulsión.

Posteriormente, se hace burbujear aire, nitrógeno o cualquier gas inerte que facilite la evaporación del disolvente orgánico. Con ello se consigue que se produzca la precipitación del agente encapsulante, atrapando en este proceso al agente a encapsular.

En función de las condiciones en las que se produzcan las emulsiones y de la concentración de surfactante se pueden obtener diferentes tamaños de partícula. No obstante, los tamaños suelen ser superiores a 250 nm y la polidispersidad relativamente alta. Además, a diferencia del caso anterior, las partículas contienen una elevada cantidad de surfactante, por lo que es necesario llevar a cabo un proceso de limpieza exhaustivo, para eliminar ese surfactante antes de usar las partículas.

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