Microencapsulación de compuestos activos funcionales

Microencapsulación
compuestos
funcionales
de
activos
La encapsulación es una tecnología prometedora para lograr
la conservación y estabilización de
compuestos activos
funcionales a lo largo del tiempo y durante los procesos de
transformación de los alimentos.
Para la producción de ingredientes funcionales es preciso el
desarrollo de tecnologías de producción, extracción y
purificación compatibles con la aplicación del producto en la
industria alimentaria, y escalables tanto desde el punto de
vista técnico como económico. Sin embargo, para que la
industria alimentaria productora de ingredientes pueda
transferir sus productos al mercado, también es fundamental
que se logre la conservación y estabilización de estas
moléculas para que mantengan intactas sus funcionalidades a
largo del tiempo y durante los procesos de transformación que
puedan sufrir los alimentos. Una de las tecnologías más
prometedoras en este campo es la encapsulación
Aplicaciones
alimentaria
de
la
microencapsulación
en
la
industria
La microencapsulación puede definirse como el proceso de
recubrimiento de un compuesto de interés o sustancia activa,
mediante uno o varios materiales, obteniendo
sistemas
particulados que pueden liberar gradualmente su contendido.
Las partículas resultantes, en base a su morfología y
estructura interna, pueden denominarse micropartículas,
microesferas o microcápsulas. Si las partículas tienen un
tamaño inferior a los 100 nanómetros, éstas se denominan
nanopartículas, nanocápsulas o nanoesfereas.
Aunque la microencapsulación es una técnica ampliamente
utilizada por la industria farmacéutica para la obtención de
sistemas de liberación de fármacos, su aplicación no se limita
únicamente al campo de los medicamentos sino que se extiende a
campos tan diversos como la agricultura, la cosmética y la
alimentación. Así, a día de hoy, en el ámbito alimentario la
encapsulación se aplica para estabilizar y/o proteger
numerosos ingredientes o sustancias activas (colorantes,
aromas, microorganismos, antioxidantes, antimicrobianos o
nutrientes) frente a la oxidación, fotosensibilidad,
volatilidad o la reacción con otros compuestos presentes en el
alimento; para mejorar su dosificación; enmascarar sabores y
olores desagradables de algunos compuestos; controlar la
liberación de sustancias activas a una velocidad o
localización determinada, y para mejorar la biodisponibilidad
de determinados nutrientes.
Por
lo
tanto,
esta
tecnología
es
una
herramienta
muy
interesante y competitiva para la industria alimentaria, y más
en concreto para los productores de productos alimenticios
intermedios, ya que permite dar valor añadido a sus productos
aportando mejores características sensoriales, funcionales y
nutricionales.
Diseño de micropartículas en el ámbito alimentario
Existen diferentes elementos que hay que tener en cuenta en el
diseño de microparticulas. Lo primero que nos deberíamos
preguntar es: ¿qué ventajas aporta?, ¿existen otras vías menos
complejas y economicamente más rentables?, ¿nuestro produto va
a poder soportar el aumento de los costes de producción?. Por
ejemplo, si la finalidad es mejorar la incorporación del
compuesto en una matriz acuosa, puede que existan alternativas
menos costosas para mejorar la solubilización del compuesto
que no requieran la encapsulación del mismo.
Una vez evaluados todos los factores anteriores, y si se
estima necesario encapsular, hay que seleccionar el proceso
más adecuado que permita la consecución de nuestros objetivos
y se adecúe a los requerimientos específicos de nuestro
compuesto o ingrediente a encapsular.
Si bien es cierto que gran parte de la tecnología desarrollada
en la industria farmacéutica sería aplicable en el campo de la
alimentación, no puede realizarse una transferencia directa de
los procesos desarrollados en el ámbito farmacéutico. Esto se
debe a que son industrias muy diferentes en aspectos
fundamentales como los costes y volúmenes de producción (lo
que afecta a la selección de la tecnología), la reglamentación
a aplicar (que limita el uso de ciertos materiales de
recubrimiento y otros posibles compuestos necesarios durante
el proceso), la matriz donde se vayan a incorporar las
partículas (en este caso alimenticia, en la que habría que
tener en cuenta la acidez del alimento, las interacciones con
otros ingredientes, oxigeno, temperatura, humedad…), los
procesos tecnológicos que va a sufrir durante su procesado
(temperatura, presión,… ) y las condiciones de almacenamiento
(vida útil, temperatura,…). Todos estos factores influirán
directamente en las
encapsulaciones.
propiedades
y
estabilidad
de
las
Además de estos aspectos generales, existen otros factores más
especificos que hay que definir para el correcto diseño del
proceso de encapsulación:
–
Condiciones del proceso de encapsulación adaptadas para
cada compuesto activo o ingrediente. Así, cada compuesto o
microorganismo (ej. probioticos) tiene unos requisitos
especificos de temperatura, pH,…que deben cumplirse.
–
Estado físico final (liquido o sólido) del compuesto
activo o ingrediente encapsulado: el estado sólido ofrece
mejor manejabilidad y almacenamiento, por ejemplo.
–
El tamaño de partícula pequeño y homogeneo presenta mejor
estabilidad y un menor efecto en propiedades sensoriales,
especialmente en textura, ya que particulas con un tamaño
superior a las 30 micras son detectables en boca.
–
Solubilidad del compuesto activo o ingrediente en el
medio de liberación (alimento y/o zona del organismo).
–
Métodos de liberación:
procesos físicos (fuerza
mecánica, temperatura,…)o químicos (pH, enzimas,…)
El desafío consiste en la selección de la tecnología y
materiales más adecuados para responder a los factores
anteriormente descritos que se consideren críticos en cada
caso.
Una visión de futuro: los ingredientes nanoencapsulados
Durante los últimos años se ha suscitado un gran interés por
el desarrollo de nanoparticulas con el objetivo de mejorar las
funcionalidades de las microparticulas. Esta expectación por
las nanopartículas viene dada porque, debido a su tamaño
nanométrico, se les atribuyen mejores propiedades como: una
mayor biodisponibilidad debido a su capacidad de penetración
en tejidos y capilares, aumento de los tiempos de residencia
en el tracto gastrointestinal, o un menor efecto en la
viscosidad del producto final, lo que facilita su
incorporación y la utilización de menor contenido de material
para la consecución del mismo efecto o mayor.
Sin embargo, existe una gran controversia en torno a la
posible toxicidad de las nanopartículas. Todas sus potenciales
ventajas anteriormente citadas entran en conflicto con la
posibilidad de que generen cierto grado de toxicidad en el
organismo. El grado y los lugares de penetración de las
nanopartículas en el organismo, y la posible acumulación y
traslocación de las mismas en el organismo, podrían constituir
un riesgo potencial para la salud. Por ello se hace necesario
una evaluación exhaustiva de los riesgos antes de su
aplicación comercial, en particular, en aquellas que puedan
contener compuestos inorgánicos.
A día de hoy no existe una normativa común en lo referente a
alimentos que incorporan nanocapsulas. En Mayo del 2011, la
Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria ha publicado la
primera guía práctica para la evaluación de la aplicación de
la nanotecnología en la alimentación humana y animal.
En Europa, los ingredientes nanoencapsulados y productos
funcionales que incorporan nanocapsulas deben cumplir la
reglamentación de “Novel Food”. Según esta reglamentación, un
nuevo alimento es cualquier alimento o ingrediente alimentario
que no haya sido utilizado de manera importante para el
consumo humano en la Comunidad hasta el 15 de mayo de 1997. El
Reglamento 285/97 del Parlamento Europeo y del Consejo, del 27
de enero de 1997, establece los procedimientos de autorización
para los nuevos alimentos e ingredientes alimentarios. De este
modo, antes de que nuevos alimentos y nuevos ingredientes
alimentarios se introduzcan en el mercado, debe quedar
demostrada su inocuidad en los controles que efectúa la
Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria. Así, antes de su
comercialización, el nuevo alimento (en este caso
ingrediente nanoencapsulado), debe someterse a
un
un
procedimiento de evaluación comunitario que puede dilatarse en
el tiempo.
A corto-medio plazo, las aplicaciones de la nanotecnología más
prometedoras en el ámbito alimentario están relacionadas con
el desarrollo de nuevos sistemas de envasado. Actualmente se
está trabajando en la mejora de ciertas propiedades de los
materiales como las propiedades barrera, o incluso en la
incorporación de sensores en envases inteligentes que detecten
el final de la vida útil de los alimentos envasados. En el
caso de la nanoencapsulación de ingredientes, se requiere un
marco temporal mayor para resolver las limitaciones actuales,
aunque su potencial es enorme y puede tener un futuro
prometedor.
Fuente: extracto del artículo elaborado para la revista
Tecnifood por Ziortza Cruz, área de Nuevas Tecnologías de
AZTI-Tecnalia