Recibido: 10 de diciembre de 2020
Aceptado: 10 de Mayo de 2021
Disponible: 25 de Mayo de 2021
La microencapsulación mediante secado por aspersión es una técnica ampliamente empleada en la protección de compuestos bioactivos, en especial sobre los polifenoles en diferentes matrices; además, es una de las técnicas más sencillas y económicas de secado, lo cual ha favorecido su transferencia tecnológica a escala industrial. Por esta razón, este artículo tiene como propósito analizar, a partir de estudios previamente reportados, los parámetros de operación empleados en la implementación de los métodos para la microencapsulación de compuestos bioactivos presentes en diversas matrices, con el fin de identificar las condiciones efectivas para futuras aplicaciones. La revisión de los estudios publicados se realizó en un período comprendido entre 2010 y 2021 en bases de datos indexadas, donde los parámetros evaluados se centraron en: las condiciones de operación, materiales encapsulantes, morfología de las microcápsulas y la eficiencia de la microencapsulación. Los resultados permitieron identificar los parámetros más críticos, entre los que sobresalen la temperatura de entrada y salida del aire, así como los materiales encapsulantes, los cuales influyen directamente en la protección de los polifenoles, que son en su mayoría termolábiles, de esta manera, se pudo constatar en los estudios revisados el alcance de una mayor eficiencia y vida útil con respecto a las propiedades funcionales, al optimizar las condiciones de operación mencionada, y se constata que los resultados reportados conllevan a la obtención de microcápsulas de matrices que pueden ser empleadas como materia prima y producto final de mayor calidad, o para estudios in vitro de liberación controlada para la industria alimentaria, farmacéutica o cosmética.
Palabras clave: Microcápsulas, secado por aspersión, capacidad antioxidante, protección de polifenoles, frutas, encapsulantes y eficiencia de encapsulación.
Microencapsulation by spray drying is widely used to protect bioactive compounds, especially polyphenols in different matrices. It is also one of the simplest and most economical drying techniques, which has favored its technological transfer to industrial scale. Therefore, this article analyzes, based on previous studies, the operating parameters used in the implementation of methods for the microencapsulation of bioactive compounds present in various matrices, in order to identify effective conditions for future applications. This literature review covered the period between 2010 and 2021 in indexed databases, focusing on multiple parameters: operating conditions, encapsulating materials, microcapsule morphology, and microencapsulation efficiency. The results enabled us to identify the most critical parameters. Among them, air inlet and outlet temperatures stand out, as well as encapsulating materials; they directly influence the protection of polyphenols, which are mostly thermolabile. The studies reviewed here show that greater efficiency and useful life (with respect to functional properties) can be obtained by optimizing the aforementioned operating conditions. Furthermore, the results reported in this paper can be used to obtain microcapsules of matrices that can be used as a raw material, high-quality final product, or for controlled release in vitro studies in the food, pharmaceutical, or cosmetic industries.
Keywords: Microencapsulation, spray drying, antioxidant capacity, protection of polyphenols, fruits, encapsulants and encapsulation efficiency.
ABTS: depleción del 2.2'-Azinobis-3-etil- benzo-tiazolina-6-ácido sulfónico.
CTF: contenido total de fenoles.
DE: equivalente dextrosa o dextrose equivalent, por sus siglas en inglés.
DPPH: depleción del óxido 2.2-difenil-1-picrilhidracilo o 2.2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate, por sus siglas en inglés.
DSC: calorímetro diferencial de barrido o differential scanning calorimeter, por sus siglas en inglés.
EM (%): eficiencia de microencapsulación en porcentaje en masa.
FRAP: poder antioxidante reductor del hierro, por sus siglas en inglés.
GA: goma arábiga.
HPLC: cromatografía líquida de alta eficacia o high performance liquid chromatography, por sus siglas en inglés.
MD: maltodextrina.
MEB: microscopía electrónica de barrido o scanning electron microscopy (SEM, por sus siglas en inglés).
ORAC: capacidad de absorción de radicales de oxígeno u oxygen radical absorption capacity, por sus siglas en inglés.
O/W: aceite en agua u oil/water, por sus siglas en inglés.
O/W/O: aceite en agua en aceite u oil/water/oil por sus siglas en inglés.
PAS: principio activo superficial presente en la microcápsula (g).
PAT: principio activo total presente en la microcápsula (g).
PGPR: polirricinoleato de poliglicerol o polyglycerol polyricinoleate, por sus siglas en inglés.
Tg: temperatura de transición vítrea.
UV-Vis: ultravioleta visible.
W/O: agua en aceite o water/oil, por sus siglas en inglés.
W/O/W: agua en aceite en agua o water/oil/wáter, por sus siglas en inglés.
WPI: aislado de proteína de suero o Whey Protein Isolate, por sus siglas en inglés.
Los polifenoles son compuestos de origen vegetal que se caracterizan por sus propiedades funcionales, en especial su capacidad antioxidante, los cuales se encuentran en diversas matrices, como frutas y verduras, tales como: moras [
Hoy en día, los polifenoles representan el grupo de metabolitos secundarios más conocidos en las plantas, caracterizado por un amplio y diverso conjunto de propiedades bioactivas únicas, lo que hace que sean apreciados por sus efectos beneficiosos tanto para las plantas, como para los seres humanos. Los polifenoles son compuestos extremadamente diferentes desde el punto de vista estructural [
Los polifenoles son formados mediante la ruta del ácido shikímico o poliacetato, configurándose con una estructura molecular con al menos un grupo fenol [
No obstante, es también la misma estructura química de los polifenoles que los hace sensibles a factores como: los cambios de pH, temperatura y la presencia de oxígeno, afectando la estabilidad de sus grupos carbonilos e insaturaciones. Sumado a estos factores, los polifenoles se pueden afectar debido a la interacción con enzimas como polifenoloxidasas, peroxidasas, glicolasas y estearasas, las cuales degradan a los compuestos fenólicos en compuestos, como el ácido ascórbico. Esta falta de estabilidad de los compuestos fenólicos hace que las industrias farmacéuticas, cosmética y de alimentos se vean interesadas en la búsqueda de sistemas de protección de la capacidad antioxidante asociada a los polifenoles, si estos van a estar expuestos a condiciones ambientales o procesos que puedan disminuir su estabilidad o funcionalidad y de esta forma generar una vida útil más prolongada, facilitando su manipulación [
1.1 Microencapsulación por secado por aspersión
La microencapsulación por secado por aspersión ha sido objeto de estudio durante varias décadas y se ha encontrado en constante innovación, convirtiéndose en una de las tendencias más importantes para la industria de alimentos [
El principio de acción del secado por aspersión utilizado para la microencapsulación consiste en: i) la alimentación a la cámara o torre de secado de una matriz, conformada por el compuesto de interés a encapsular y un material protector o encapsulante, el cual se homogeniza hasta formar una dispersión [
La técnica de microencapsulación por secado por aspersión se caracteriza por sus bajos costos comparados con otros métodos de secado empleados [
Al reunir las características antes descritas, asociadas al bajo costo y amplias aplicaciones en el marco de una tecnología con un principio de funcionamiento de fácil acceso para su uso y mantenimiento se convierte en una opción de gran pertinencia con un potencial importante para la transferencia tecnológica a nivel piloto e industrial, que impacta varias industrias, oportunidad que es aprovechada actualmente por países en desarrollo, en especial para aquellos con una importante riqueza en biodiversidad, ya que la microencapsulación por secado por aspersión se convierte en una opción para dar valor agregado, en especial a diversas matrices de origen vegetal con propiedades funcionales, pero que por su variedad en composición y usos, como se mencionó antes, ha sido objeto de varios estudios específicos [
Por lo anterior, el objetivo de este trabajo es analizar, a partir de estudios previamente reportados, los parámetros de operación empleados en la implementación de los métodos para la microencapsulación de compuestos bioactivos presentes en diversas matrices, con el fin de identificar las condiciones efectivas para futuras aplicaciones.
La revisión bibliográfica se llevó acabo en julio del 2020, considerando los artículos publicados entre los años 2010 y 2021, utilizando los siguientes bases de datos: Science Direct, Scopus, SciElo, American Chemical Society y Wiley. La ecuación de búsqueda empleada fue: microencapsulation AND “spray drying” AND polyphenols.
La revisión sistemática se realizó por medio de una ecuación de búsqueda utilizando los operadores booleanos AND, OR y NOT [
Se estudiaron 72 artículos de investigación ajustados a los términos de búsqueda utilizados, sin eliminar ningún, y se verificó que estos artículos de investigación cumplieran con los criterios de evaluación descritos anteriormente.
De los artículos seleccionados, se encontró que los autores con más investigaciones realizadas desde el 2010 hasta el 2021 para el tema de “Microencapsulación por secado por aspersión de polifenoles”, son Perego, P. el autor con más estudios realizados hasta la fecha, con cinco artículos publicados, seguido de Aliakbarian, B.; Casazza, A. A.; Estevinho, B. N.; Gimbun, J.; Pang, S. F.; y Rocha, F., con cuatro artículos publicados y, por último, se tiene a Adamiec, J.; Ambroziak, W.; y Converti, A., los cuales presentan tres publicaciones expuestas a la fecha. Los años 2018, 2019 y 2020 representan más del 50 % del total de las publicaciones durante la investigación realizada, donde el país con más publicaciones fue Italia, con 13 documentos, seguido por Brasil, México, Portugal e India, con un total de 13, 11, 8, 6 y 5 publicaciones, respectivamente. De acuerdo con las afiliaciones, se tiene a la “Università degli Studi di Genova”, ubicada en Italia, con seis publicaciones, seguida por la “Universidade do Porto”, con cuatro publicaciones, y por último la “Universidad Veracruzana”, ubicada en México, con un total de tres publicaciones. Con respecto al área temática, la cual se relaciona con el tema de estos, se destacan las siguientes: Ciencias Agropecuarias y Biológicas, con una participación del 32.2 %; Ingeniería Química, con el 17.5 %; Química, 16.8 %; Ingeniería, 10.5 %, Bioquímica, Genética y Biología Molecular Biológicas, con una participación del 9.1 % respectivamente; y Farmacología, Toxicología y Farmacia Biológicas, con el 7.0 %.
3.1 Microencapsulación
Existe una variedad de métodos tanto físicos como químicos empleados para la protección de las propiedades físicas y químicas de la industria farmacéuticas, cosméticas y de alimentos, entre las cuales está la microencapsulación, que es una de las más empleadas a escala industrial [
La mayoría de las microcápsulas son esferas pequeñas con diámetros comprendido en un rango entre 0.2 µm – 5000 µm. El producto resultante de este proceso tecnológico recibe la denominación de “microcápsulas”, “microesferas” [
En su forma más sencilla, una microcápsula es una microesfera con pared uniforme a su alrededor, la cual se compone, por un lado, de un núcleo, relleno . fase interna que es el material que va por dentro de la microcápsula; por otro lado, está la cubierta, revestimiento, material de pared o membrana, la cual es la encargada de recubrir al material que esta por dentro de la microcápsula.
La microcápsula puede tomar diferentes formas dependiendo de varios factores como los materiales empleados, el manejo de las variables de secado, entre otras. Como se muestra en la Figura 1, existen diferentes tipos de partículas formadas a partir de la microencapsulación que pueden ser: esfera simple la cual se caracteriza por tener un recubrimiento de espesor uniforme partícula que contiene un núcleo de forma irregular; varias partículas del núcleo incrustadas en una matriz continua de material de pared; varios núcleos distintos dentro de la misma cápsula; y microcápsulas de paredes múltiples [
Mediante la técnica de caracterización microscopia electrónica de barrido (MEB), se observó que las microesferas cargadas con OLE (27 %) en quitosano, revelaron una superficie perfectamente lisa, lo cual indica que existen interacciones de compuestos polifenólicos en OLE con la matriz de quitosano, con respecto a las microesferas en placebo, las cuales se mostraron con rugosidad en la superficie; además, se pudo observar espacios vacíos entre las rugosidades. Otros tipos de partículas se encontraron al microencapsular el ácido hidroxicítrico presente en el extracto de fruta de garcinia, dentro de tres matrices diferentes, que consistieron en un aislado de proteína de suero (WPI, por sus siglas en inglés), la maltodextrina (MD) y una mezcla de ambos encapsulantes (WPI + MD). Las primeras microcápsulas de WPI tenían un aspecto esférico con piel lisa y mostraron relativamente menos abolladuras y encogimiento, mientras que las cápsulas de MD y (WPI + MD) presentaban una mayor contracción y abolladuras, esto debido a la alta tasa de secado y a la rápida solidificación de la pared de la MD [
3.2 Materiales encapsulantes
Es de gran importancia la elección de un material de pared para la microencapsulación debido a que puede tener una incidencia en la eficiencia de la encapsulación y la conservación de propiedades, dándole estabilidad de las microcápsulas obtenidas.
El sistema de encapsulamiento se emplea con la finalidad de darle protección a los compuestos a encapsular de factores que pueden causar su deterioro, evitar una interacción prematura entre el material del núcleo y otros ingredientes, limitar las pérdidas volátiles y facilitar una liberación controlada o sostenida de manera dirigida de acuerdo a la aplicación que se desea realizar [
Un material encapsulante se define como un componente que forma un recubrimiento de capa delgada sobre una superficie. Esta capa puede ser de naturaleza orgánica, inorgánica o una combinación de ambas. Las cubiertas orgánicas, frecuentemente, presentan pigmentos, extensores y otros aditivos como catalizadores, absorbente, modificadores y antioxidantes [
-Baja viscosidad a altas concentraciones.
-Facilitar la formación de película.
-Propiedades emulsificantes.
-Baja higroscopicidad, con el fin de evitar su aglomeración y facilitar su manipulación.
-Alto contenido de sólidos.
-Bajo costo.
-No poseer sabor.
-No reaccionar con el material central y ser insoluble en él.
-Soluble en la matriz donde se realizará la aplicación.
-Fácil adquisición.
Tipo de material encapsulante | Cobertura específica | Características de interés | |
Carbohidratos | Almidón y derivados, maltodextrinas, jarabes de maíz, sacarosa, dextrana, ciclodextrinas. | Formador de película, muy buen emulsionante. | |
Gomas | Arábiga, mezquite, guar, alginato de sodio, carragenina, alginato de sodio. | Emulsionante, formador de película. | |
Tipo de material encapsulante | Cobertura específica | Características de interés | |
Proteínas | Gelatina, proteína de soja, caseinatos, suero de leche, zeína, gluten, caseína. | Emulsionante, formador de película. | |
Lípidos | Ceras, parafinas, grasas, ácido esteárico, triestearina, mono y diglicéridos. | Formador de película, emulsificante. | |
Celulosas | Carboximetilcelulosa, metilcelulosa, etilcelulosa, nitrocelulosa, acetilcelulosa. | Formador de película. | |
La eficiencia de la microencapsulación y estabilidad de las microcápsulas durante el almacenamiento depende en la composición del material de pared. Sin embargo, varios de estos encapsulantes tienen propiedades interfaciales deficientes, por lo cual deben ser modificados químicamente o realizar una mezcla de ellos para así modificar y mejorar su actividad superficial. En adición, el conocimiento de las propiedades físicas y químicas facilitan una mayor interacción matriz: encapsulante, como las proteínas y lípidos que son moléculas anfipáticas que ofrece las propiedades emulsionantes, fisicoquímicas y funcionales necesarias para encapsular materiales básicos hidrofóbicos [
La goma arábiga es un polisacárido conformado por la polimerización de varios monómeros (L-arabinosa, ácido D-glucurónico y D-galactosa) [
Por otra parte, los carbohidratos como los almidones, los sólidos de jarabe de maíz, las maltodextrinas, las gomas como la arábiga y las proteínas como la de suero y soja se han usado generalmente como agentes encapsulantes en la industria de alimentos [
Estos materiales se consideran buenos agentes debido a que cumplen con las características previamente descritas, lo que promueve la productividad en el proceso de secado eliminando la etapa de hidratación previa en el proceso, y esto se ve reflejado en una alta efectividad del secado [
La maltodextrina es obtenida por hidrólisis enzimática o ácida del almidón y generalmente muestra una alta solubilidad en agua, sabor neutro, bajo costo, baja viscosidad a altas concentraciones y capacidad de proteger el material encapsulado de la oxidación [
En el estudio realizado por [
En [
Otro material de pared es el aislado de proteína de suero (WPI, por sus siglas en inglés), el cual ayuda a la estabilidad estructural de los polvos debido a su estructura globular y su característica catiónica de pH ácido, lo que facilita la unión entre polisacáridos con características aniónicas, como la goma arábiga y pectina, que da como resultado un material de pared con enlaces complejos de proteína-polisacárido que favorece la microencapsulación [
Un ejemplo de la aplicación de WPI fue reportada por [
El almidón modificado es empleado en aplicaciones alimentarias por sus propiedades de biodegradabilidad, disponibilidad y bajo costo. Este material es aplicado ampliamente para la microencapsulación de sabores que requieren de una liberación controlada [
En el estudio realizado por [
En [
Por lo descrito anteriormente, se evidencia la importancia del rol de los agentes encapsulantes en la acción protectora dentro de la microcápsula y cómo trae consigo otros beneficios intrínsecos, en especial en la estabilidad del producto obtenido y la liberación controlada en cuento la velocidad o direccionamiento del sitio específico donde se espera que se libere en compuesto bioactivo.
3.3 Beneficios de la microencapsulación por secado por aspersión
El principal beneficio de la microencapsulación es la protección del compuesto encapsulado por medio del recubrimiento, evitando el cambio de características sensoriales por interacciones con factores externos [
El recubrimiento con biocompuestos, que por su estructura fisicoquímica poseen propiedades como fácil digestión, compatibilidad con la matriz alimentaria donde es incorporada la microcápsula, control de los mecanismos metabólicos a diferentes pH a través del tracto intestinal, permiten la liberación sostenida o controlada del principio activo, evitando así que estos compitan por los trasportadores celulares, logrando que ingrese al organismo la mayor cantidad de micronutrientes incluido en el alimento [
Una aplicación del beneficio antes descrito, se evidencia en el estudio realizado por [
En un estudio publicado en el 2019 por [
Uno de los principales beneficios de la microencapsulación es conservar las propiedades funcionales de las matrices, en este caso la capacidad antioxidante de los polifenoles, al lograr proteger estos compuestos termolábiles y sensibles a cambios de pH y así obtener que la adsorción en el intestino delgado. En una investigación se estudió la microencapsulación por secado por aspersión guiado por el calorímetro diferencial de barrido (DSC, por sus siglas en inglés) de la pulpa de arazá (Eugenia stipitata), evaluando el análisis de biodisponibilidad y digestión gastrointestinal in vitro. El objetivo de estos autores [
3.4 Preparación óptima de la emulsión para el método de secado por aspersión
La microencapsulación realizada por medio de secado por aspersión inicia con la preparación de la emulsión, la cual consiste en una suspensión tipo coloide, donde un líquido en menor proporción, conocido como fase dispersa se encuentra suspendido en otro líquido inmiscible en él, considerado fase continua o dispersante que se caracteriza por estar en mayor proporción. Ambas fases, después de ser sometidos a una homogenización, forman gotas entre 0.1 µm a 100 µm por parte de uno de los componentes de la emulsión [
Existen diferentes tipos de emulsiones que dependen de cómo actúa cada componente, ya sea como fase dispersa o continua. El primer tipo de emulsión es conocido como (O/W), el cual radica en una emulsión de aceite en agua que consiste en que la fase continua es el agua. El segundo tipo (W/O) consiste en gotas de agua dispersas en una fase de aceite [
En [
3.5 Parámetros de operación
Para obtener una alta eficiencia de microencapsulación, se deben optimizar parámetros de secado por pulverización, como la temperatura de alimentación, la temperatura de entrada de aire y la temperatura de salida de aire, así como la velocidad de alimentación [
De acuerdo a los anterior, específicamente la temperatura de alimentación influye en la modificación de las propiedades de la emulsión, como la viscosidad, fluidez y, por lo tanto, su capacidad de pulverización homogénea, afectando la eficiencia [
En la investigación publicada por [
En el estudio realizado por [
Esto indica que la temperatura de entrada no afectó significativamente al perfil de los colores a* y b* de los polvos. Los autores indican que CTF de los polvos se vio significativamente afectado por la temperatura de entrada. Sin embargo, el aumento de la concentración de maltodextrina del 20 % al 50 % (p/v) no afectó significativamente al CTF ajustado. Finalmente, los investigadores indican que los polvos de sapodilla secado por aspersión añadido con 20 % o 30 % (p/v) de maltodextrina y procesado a 200 ºC de temperatura de entrada, muestran un color y un CTF aceptables.
La temperatura de salida del aire es un parámetro que no puede ser controlado directamente y se dificulta establecer un rango estable de esta temperatura para una matriz, esto se debe a que depende estrictamente de las características del material a encapsular. En la literatura se ha informado que una temperatura ideal de salida está entre 50 ºC y 80 °C para la microencapsulación de sabores [
3.6 Métodos de caracterización y eficiencia
La calidad de la microencapsulación se apoya en diversas técnicas como la MEB, distribución de tamaño de partícula y calorímetro diferencial de barrido [
Específicamente, la técnica de microscopía electrónica de barrido se ha utilizado de manera que su análisis proporciona datos como tamaño, forma y textura de la muestra. La técnica ha evolucionado en el campo de las ciencias materiales, alimentos, la biología y la medicina [
Por otra parte, la eficiencia de la microencapsulación por secado por pulverización es relativamente alta en comparación con otros métodos, aunque no es 100 % efectiva, de allí la importancia de su cuantificación [
Existen varios métodos para la separación de cada componente de la microcápsula, tratamientos que se basan en la evaluación de la polaridad de sistemas de solventes que permitan interactuar de manera selectiva con el material encapsulante o compuestos bioactivo, a lo cual se le suma la aplicación de técnicas de difusión controlada o rompimiento de las cápsulas, como ultrasonido, agitación, pero también apoyados por tratamientos térmicos y variación de volúmenes de solventes que faciliten la solubilidad del material a disolver, entre otras técnicas, que dependerán de la naturaleza química de cada microencapsulación [
En [
En complemento, la microencapsulación de champaca blanca (Michelia alba D.C) realizada por [
De los ejemplos descritos se infiere que para determinar la eficiencia de microencapsulación, se puede emplear en (1) [
Donde:
EM (%): eficiencia de microencapsulación en porcentaje en masa.
PAT: principio activo total presente en la microcápsula (g).
PAS: principio activo superficial presente en la microcápsula (g).
En [
Como resultados, estos autores obtuvieron por microscopia electrónica de barrido (MEB) microcápsulas esféricas e irregulares con una superficie rugosa (sin y con curcumina). Por consiguiente, los investigadores corroboran que el encapsulante es el principal responsable de las características morfológicas de las micropartículas formadas. Todas las micropartículas presentaban una forma esférica, tenían un diámetro de alrededor de 7-9 μm y la eficiencia de encapsulación estuvo entre el 75 % y el 85 %, siendo mayor para las partículas preparadas con mayores concentraciones de agentes encapsulantes, en este caso un 20 % de material de recubrimiento [
En el estudio reportado por [
En [
Usando WPI como material portador, el contenido de fitoquímicos retenidos en la muestra encapsulada correspondió al 58.61 %. A la hora de microencapsular extracto de fruta de garcinia, [
En estudios realizados por [
Caracterizar las microcápsulas de acuerdo a la capacidad antioxidante final, es de gran relevancia en la justificación de microencapsular los polifenoles para su conservación, de manera que se puede garantizar la propiedad funcional atribuida a la capacidad de retardar los procesos oxidativos, consolidándose en la efectiva propiedad de antioxidante del compuesto bioactivo microencapsulado [
Estos mecanismos se caracterizan por dos acciones: transferencia de un electrón (SET) o transferencia de un protón (HAT); por esta razón es importante elucidar un perfil completo de la capacidad antioxidante asociado al contenido de polifenoles totales para determinar con mayor precisión la propiedad funcional y la efectividad del compuestos bioactivo como antioxidante sobre diferentes radicales y entender cómo va actuar según el medio o la matriz alimenticia [
Por lo descrito anteriormente, se evidencia que la caracterización y eficiencia de la microencapsulación refleja con mayor precisión el grado de protección que ofrece el método implementado, el cual involucra desde la caracterización inicial de la matriz a encapsular, tratamiento preliminar de la muestra, material encapsulante, hasta parámetros de operación.
Adicional a estos aspectos, se resalta la necesidad de identificar cuáles serán las variables que se tomarán como referencia para evidenciar el cumplimiento del alcance del método, que en el caso de compuestos bioactivos (como polifenoles) determinan la capacidad antioxidante y su vida útil, de manera que el método final, se convertirá en insumo para la comunidad científica e industrial al proveer el perfil o ficha técnica alcanzada, de manera que sirva como un referente para futuras aplicaciones en los sectores de alimentos, farmacia o cosmética.
La revisión permitió la actualización de los estudios publicados en la última década acerca de los avances generados con respecto a la microencapsulación de diferentes compuestos bioactivos, en especial polifenoles, empleando la técnica de secado por aspersión en diversas matrices como frutas, plantas, aceites de origen animal y vegetal, y semillas, entre otras.
Entre los principales hallazgos se logró evidenciar cómo el resultado de la aplicación de la técnica mejora aspectos sobre la protección de compuestos termolábiles, alargando su vida útil con respecto a sus propiedades funcionales, como la capacidad antioxidante, característica principal asociada al contenido de polifenoles totales, de manera que los resultados resaltados se pueden convertir en una fuente de consulta de métodos efectivos que pueden ser extrapolados a escala industrial en diferentes sectores productivos como alimentos, farmacéutica y cosmética, al igual que en estudios in vitro donde se pueda avanzar en el conocimiento de la real biodisponibilidad de los ingredientes funcionales microencapsulados.
La efectividad del método a emplear en la microencapsulación dependerá en gran medida de las propiedades y naturaleza química de la matriz de la que proviene y el tipo de compuesto bioactivo, en especial cuando se trata de polifenoles, ya que las emulsiones no se comportan de la misma manera bajo condiciones extremas de operación, donde la temperatura de entrada es un parámetro crítico que afecta de forma gradual los diferentes tipos de polifenoles, como antocianinas. Además, es fundamental en el método la elección de un material encapsulante o de una mezcla de estos, de manera que al optimizar las interacciones entre compuesto bioactivo (encapsulante, para obtener preferiblemente un tamaño de partícula y una morfología de microcápsula simple) conlleve a una eficiencia de microencapsulación mejorada y proporcional a la calidad de protección que ofrece el material de pared para los diferentes tipos de analitos de interés en diversas matrices. Por tanto, lo ideal es usar mezclas de encapsulantes en diferentes proporciones, ya que un solo material de pared no suple con todos los parámetros (formador de película, emulsificante, disponibilidad y costo) que se deben tener para formar un recubrimiento uniforme en específico. Los estudios reportan que la combinación maltodextrina con goma arábiga permite una mayor efectividad en microencapsulación.
Finalmente, tanto la caracterización como la determinación de la eficiencia de microencapsulación es necesaria para la verificación de la calidad de la aplicación del método, ya que de forma independiente no es suficiente para hacer una correcta trazabilidad y proyección de la efectividad del producto final microencapsulado, en especial en procesos de liberación controlada.
Los autores agradecen a la convocatoria Jóvenes Investigadores e Innovadores, para grupos de investigación del ITM–2020, por su financiamiento; asimismo, al proyecto P20245 “Evaluación de la capacidad antioxidante y función biológica de un extracto y jugo obtenido a partir de la uva Isabella (Vitis labrusca) mediante la caracterización del perfil quimiométrico y de la actividad citotóxica y antitumoral: una opción para ampliar la aplicación de un ingrediente funcional” de la convocatoria interna ITM–2019 en convenio con la Corporación Universitaria Lasallista.
No existe entre los autores conflictos de intereses de tipo financiero, profesional o personal, que hubieran podido afectar de manera directa en el desarrollo de la presente revisión.
Tanto la concepción como la redacción y análisis de la información fue realizada de manera conjunta por los autores.
El autor de correspondencia, además de contribuir de manera relevante en la redacción e interpretación de los resultados, aportó en la orientación de la temática y diseño metodológico de búsqueda.
Los aportes específicos consistieron en: