Publicado

2016-05-01

Microencapsulación mediante secado por aspersión de aceite de mora (Rubus glaucus) extraido con CO2 supercrítico

Microencapsulation by spray drying of blackberry (Rubus glaucus) oil extracted with supercritical CO2

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v45n2.57481

Palabras clave:

semilla de mora, fluidos supercríticos, microencapsulación, microscopía electrónica de barrido (es)
blackberry seed, supercritical fluids, microencapsulation, scanning electron microscopy (en)

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Autores/as

  • Paola Milena Figueroa Martínez Universidad de Nariño
  • Andrés Mauricio Hurtado Benavides Universidad de Nariño
  • Miguel Angel Ceballos Ortíz Universidad de Nariño
El aceite de mora es un ingrediente natural con potencial en la industria cosmética y alimentaria, a su vez puede experimentar degradación oxidativa en condiciones ambientales. Por ello, se extrajo aceite a partir de semillas de mora empleando fluidos supercríticos y, posteriormente, se microencapsuló mediante secado por aspersión y se  evaluó la influencia de diferentes condiciones de operación en el rendimiento, y la eficiencia del proceso. Se emplearon como materiales encapsulantes: masterdry, goma arábiga y maltodextrina. Se estudió el tamaño y morfología de las microcápsulas. Se determinó que en el proceso de microencapsulación la temperatura de entrada fue la única variable estadísticamente significativa que afectó el rendimiento y la eficiencia, cuando se usaron como encapsulantes masterdry y goma arábiga. El caudal de alimentación fue estadísticamente significativo sólo para el rendimiento del proceso y lo influenció negativamente cuando se usó maltodextrina. La goma arábiga resultó ser el mejor encapsulante entre los tres estudiados. Se obtuvieron microcápsulas con tamaños entre 8,2 y 14 μm, con superficie continua en las paredes y ausencia de poros. Se comprobó que la microencapsulación con los tres encapsulantes permitió proteger el aceite y conservar mayoritariamente su perfil de ácidos grasos.
Blackberry oil is a natural ingredient with potential in cosmetics and food industry, however, it experiences oxidative degradation at ambient conditions. Therefore, oil was obtained from blackberry seeds by supercritical fluid extraction and then was microcapsulated by spray drying. The influence of different operating conditions during freeze-drying towards yield and encapsulation was evaluated. Masterdry, gum arabic  and maltodextrin were used as wall materials. Morphology and size of the microcapsules were also studied. Inlet temperature was the only statistically significant variable in process yield and efficiency when gum arabic and masterdry were used. Feed flow rate was statistically significant only for process yield and it was influenced negatively when maltodextrin was used. Gum arabic was the best wall material among the three studied. Microcapsules with sizes between 8.2 and 14 µm were obtained; continuous wall and no apparent cracks were observed. It was also seen that the fatty acid profile was mostly conserved after microencapsulation process carried out with the three wall materials

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Citas

Grijalba Rativa, M.; Calderón Medellín, A.; Pérez Trujillo, M. Rendimiento y calidad de la fruta en mora de castilla (Rubus glaucus) con y sin espinas, cultivada en el campo abierto en Cajicá (Cundinamarca, Colombia). Revista Facultad de Ciencias Básicas. 2010; 6(1): p. 24-41.

Cardona, J. 2500 toneladas diarias de basura buscan acomodarse. Rev. Amb. El Reto. 2002; 42: p. 20-27.

Hurtado Benavides, A.; Martín Álvarez, P. J.; Vázquez, L.; Reglero, G.; Señoráns, F. J.; Ibanez, E. Optimization of countercurrent supercritical fluid extraction of minor components from olive oil. Current Analytical Chemistry. 2014; 10: p. 78-85. DOI: http://dx.doi.org/10.2174/1573411011410010007.

Martins, M.; Barreiro, M. F.; Coelho, M.; Rodrigues, A. Microencapsulation of essential oils with biodegradable polymeric carriers for cosmetic applications. Chem. Eng. J. 2014; 245: p. 191–200. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2014.02.024.

Dziezak JD. Microencapsulation and encapsulation ingredients. J. Food Technol. 1998; 42: p. 136‐151.

López, O. Microencapsulación de sustancias oleosas mediante secado por aspersión. Revista Cubana de Farmacia. 2010; 33(3): p. 381-389.

Favaro, C.; Santana, A.; Monterrey, E.; Trinidade, M.; Netto, F. The use of spray drying technology to reduce bitter taste of casein hydrolysate. Food Hydrocolloids. 2010; 24(4): p. 336-340. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodhyd.2009.10.012.

Krishnan, S.; Kshirsagar, A. C, Singhal, R. S. The use of gum arabic and modified starch in the microencapsulation of a food flavoring agent. Carbohydr Polym. 2005; 62: p. 309–315. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2005.03.020.

Jimenez, M.; García, H. S.; Beristain, C. I. Spray-drying microencapsulation and oxidative stability of conjugated linoleic acid. Eur. Food Res. Technol. 2004; 219: p. 588–592. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00217-004-0992-4.

Rendón Galindo, G. M.; Báez González, J. G.; Alanís Guzmán, M. G.; Regalado Méndeza, A.; Vernon Carter, E. J. Estabilidad oxidativa de aceite de linaza microencapsulado con multicapas de biopolimeros. AMIDIQ. 2010. p. 2207-2212.

Partanen, R.; Raula, J.; Seppänen, J.; Buchert, J.; Kauppinen, E.; Forssell, P. Effect of relative humidity on oxidation of flaxseed oil in spray dried whey protein emulsions. J. Agric. Food Chem. 2008; 56(14): p. 5717−5722. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jf8005849.

Frascareli, E. C.; Silvaa, V. M.; Tonon, R. V.; Hubinger, M. D. Effect of process conditions on the microencapsulation of coffee oil by spray drying. Food Bioprod. Process. 2012; 90: p. 413–424. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.fbp.2011.12.002.

Bae, E. K.; Lee, S. J. Microencapsulation of avocado oil by spray drying using whey protein and maltodextrin. J. Microencapsul. 2008; 25(8): p. 549−560. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/02652040802075682.

Villacrez, J. L.; Carriazo, J. G.; Osorio, C. Microencapsulation of Andes Berry (Rubus glaucus Benth.) aqueous extract by spray drying. Food Bioprocess Technol. 2014; 7(5): p. 1445-1456. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s11947-013-1172-y.

Olaya, C.; Castaño, M.; Garzón, G. Efecto de la temperatura, almacenamiento y la actividad de agua sobre la estabilidad de antocianinas de Rubus glaucus y Solanum betaceum Cav.dark-red strain. Acta biol. Colomb. 2009; 14(3): p. 141-156.

Kha, T. C.; Nguyen, M. H.; Roach, P. D.; Stathopoulos, C. E. Microencapsulation of Gac oil: Optimisation of spray drying conditions using response surface methodology. Powder Technol. 2014; 264: p. 298–309. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2014.05.053.

Tonon, R. V.; Brabet, C.; Hubinger, M. D. Influence of process conditions on the physicochemical properties of açai (Euterpe oleraceae Mart.) powder produced by spray drying. J. Food Eng. 2008; 88: p. 411–418. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.02.029.

Tee, L. H.; Luqman Chuah. A.; Pin, K. Y.;, Abdull Rashih, A.; Yusof, Y.A. Optimization of spray drying process parameters of Piper betle L. J. Chem. Pharm. Res. 2012; 4(3): p. 1833-1841.

AOAC. Official Method 922.06. Fat in Flour Acid Hydrolysis Method: Association of Official Analytical Chemists; 2005.

Hurtado-Benavides, A.; Dorado, D. A., Sánchez-Camargo, A. P. Study of the fatty acid profile and the aroma composition of oil obtained from roasted Colombian coffee beans by supercritical fluid extraction. J. Supercrit. Fluids 2016; 113: p. 44–52. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.supflu.2016.03.008.

Cai, Y. Z.; Corke, H. Production and Properties of Spray-dried Amaranthus Betacyanin Pigments. J. Food Sci. 2000; 65(16): p. 1248-1252. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2621.2000.tb10273.x.

Arrazola , G.; Herazo, I.; Alvis, A. Microencapsulación de Antocianinas de Berenjena (Solanum melongena L.) mediante Secado por Aspersión y Evaluaciónde la Estabilidad de su Color y Capacidad Antioxidante. Inf. Tecnol. 2014; 25(3): p. 31-42. DOI: http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642014000300006.

Toneli, J.; Park, K. J.; Murr, F.; Negreiros, A. Spray drying optimization to obtain inulin powder. Proceedings of the 15th International Drying Symposium. 2006.

Bringas-Lantigua, M.; Expósito-Molina, I, Reineccius, G. A.; López-Hernández, O.; Pino, J. A. Influence of spray-dryer air temperatures on encapsulated mandarin oil. Drying Technol. 2011; 29: p. 1511-1517. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/07373937.2010.513780.

Gharsallaoui, A.; Roudaut, G.; Chambin, O.; Voilley, A.; Saurel, R. Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients: An overview. Food Res. Int. 2007; 40: p. 1107–1121. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2007.07.004.

Gómez-Cruz, N. I.; Jiménez-Munguia, M. T. Metodos de secado de emulsiones alimentarias. TSIA. 2014; 8(2): p. 23-33.

Kenyon, M. Modified starch, maltodextrin, and corn syrup solids as wall materials for food encapsulation. ACS symposium series. ACS Symp. Ser. 1995, 590, 42–50. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/bk-1995-0590.ch004

Czerniak, A.; Kubiak, P.; Białas, W.; Jankowski, T. Improvement of oxidative stability of menhaden fish oil by microencapsulation within biocapsules formed of yeast cells. J. Food Eng. 2015, 167, 2–11. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.01.002

Calvo, P.; Hernández, T.; Lozano, M.; González-Gómez, D. Microencapsulation of extra-virgin olive oil by spray-drying: Influence of wall material and olive quality. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2010, 112, 852–858. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ejlt.201000059

López, O.; Márquez, T.; Mayo, O.; Toledo, C.; Pérez, E. Características del aceite de semillas de Cucurbita pepo L. microencapsulado mediante secado por aspersión con maltodextrina y goma arábiga. Lat. Am. Journal of Pharmacy. 2009, 28(4), 628-632.

Calvo, P.; Castaño, Á.; Lozano, M.; González-Gómez, D. Influence of the microencapsulation on the quality parameters and shelf-life of extra-virgin olive oil encapsulated in the presence of BHT and different capsule wall components. Food Res. Int. 2012, 45, 256–261. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2011.10.036

Rosenberg, M.; Kopelman, I. J.; Talmon, Y. A scanning electron microscopy study of microencapsulation. J. Food Sci. 1985, 50, 139–144. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2621.1985.tb13295.x

Rosenberg, M.; Kopelman, I. J.; Talmon, Y. Factors affecting retention in spray-drying microencapsulation of volatile materials. J. Agric. and Food Chem. 1990, 50, 139–144. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jf00095a030

Loksuwan, J. Characteristics of microencapsulated b-carotene formed by spray drying with modified tapioca starch, native tapioca starch and maltodextrin. Food Hydrocolloids. 2007, 21, 928–935. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.10.011

Bertolini, A. C.; Siani, A. C.; Grosso, C. R. Stability of monoterpenes encapsulated in gum arabic by spray-drying. J. Agric. Food Chem. 2001, 49, 780–785. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jf000436y

Trindade, M. A.; Grosso, C. R. The stability of ascorbic acid microencapsulated in granules of rice starch and in gum Arabic. J. Microencapsul. 2000, 17,169–176. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/026520400288409

Caparino, O.; Tang, J.; Nindo, C.; Sablani, S. Powers, J.; Fellman, J. Effect of drying methods on the physical properties and microstructures of mango (Philippine ‘Carabao’ var.) powder. J. Food Eng. 2012, 111, 135–148. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.01.010

Ersus, S.; Yurdagel, U. Microencapsulation of anthocyanin pigments of blackcarrot (Daucuscarota L.) by spray dryer. J. Food Eng. 2007, 80 (3), 805–812. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.07.009

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