Académica

Modelamiento e interpretación de los perfiles de liberación de aceite de ajonjolí encapsulado en perlas de perlas de hidrogel

2026-10-06T03:40:43Z

Modelamiento e interpretación de los perfiles de liberación de aceite de ajonjolí encapsulado en perlas de perlas de hidrogel Elizalde Solis, Daira Jocelyn Se formaron perlas de hidrogel por gelación iónica de alginato de sodio (AS) y de una mezcla entre alginato de sodio con mucílago de tamarindo (AS-MT) para mejorar la eficiencia de encapsulación y la estabilidad oxidativa del aceite de ajonjolí (AA). La mezcla AS-MT se usó en una relación peso de 1:1 (w/w) a una concentración de 2% (w/v). La gelación iónica se indujo goteando las dispersiones homogeneizadas de AA-AS-MT con la ayuda de una jeringa en una solución de CaCl2 (2.5% w/v) bajo agitación continua para inducir la gelación iónica. Las perlas resultantes se secaron en un horno de convección forzada y se almacenaron en condiciones controladas de temperatura. El tamaño y forma de las perlas de hidrogel se estimó mediante microscopia electrónica de barrido y con el factor de esfericidad se determinó la redondez. La eﬁciencia de encapsulación se calculó por medio de la relación entre el aceite interno (aceite encapsulado) y el aceite total (aceite superficial más aceite interno). La estabilidad oxidativa fue analizada en AA sin encapsular y en AA encapsulado en las perlas de hidrogel. Para esto se evaluó la oxidación lipídica durante 6 semanas a través del índice de peróxido valorado espectrofotométricamente. Los datos obtenidos en esta etapa fueron ajustados a modelos cinéticos de cero, primer y segundo orden. La cinética de liberación del AA se determinó al lavar cada muestra de cada sistema en n-hexano por diferentes intervalos de tiempo y, al recolectar los sobrenadantes y dejar evaporar el disolvente, la liberación del aceite se cuantificó por diferencia de peso. Los resultados se compararon con perlas de hidrogel formuladas con sólo AS (2% w/v). Las perlas de hidrogel de AS presentaron una forma casi esférica de ∼2.15 mm de tamaño promedio, mientras que las perlas de hidrogel de AS-MT tuvieron una forma semiesférica e irregular con un tamaño promedio signiﬁcativamente mayores (∼3.45 mm). Las perlas de los hidrogeles AS-MT mostraron una mayor eﬁciencia de encapsulación (∼ 84.63 %) que las perlas de AS (∼73.45 %), y también ofrecieron una mejor protección al AA contra la oxidación durante el almacenamiento en comparación con el aceite sin encapsular y las perlas de AS. Las cinéticas de oxidación fueron de orden cero. La cinética de liberación de AA fue controlada por difusión y fue más lenta para las perlas AS-MT que para las de AS. Las características estructurales de los hidrogeles conformados solamente con AS promovieron perfiles de liberación del aceite más altos respecto a los hidrogeles formulados con AS-MT. Los resultados indican que la mezcla de AS-MT puede considerarse como un aditivo potencial para aplicaciones en la industria alimentaria. Los coloides alimentarios despiertan cada vez más interés en la industria alimentaria para satisfacer las demandas y los desafíos modernos de los consumidores. El mercado de hidrocoloides alimentarios se valoró en aproximadamente 9,928.5 millones de dólares en 2021 y se espera que aumente a aproximadamente 13,381.3 millones de dólares para 2028. Los sistemas de administración coloidal, en particular las perlas de hidrogel se centran especialmente en la sostenibilidad, el bienestar y la percepción sensorial. La incorporación exitosa de las perlas de hidrogel al sistema alimentario humano requiere un profundo conocimiento de su producción, propiedades, liberación o mecanismos de disociación en diferentes sitios objetivo. Se puede diseñar un sistema coloidal (espuma, microcápsula, complejo, hidrogel) para encapsular, transportar, proteger y liberar compuestos funcionales o biológicamente activos como saborizantes, enzimas, antimicrobianos, antioxidantes, nutrientes bioactivos (aceites grasos poliinsaturados), minerales, probióticos, etc. Los hidrocoloides se están enfocando ampliamente en el sistema alimentario porque son seguros, se pueden ajustar fácilmente, pueden ser portadores de una amplia gama de compuestos bioactivos y, lo más importante, pueden modular las propiedades sensoriales y fisicoquímicas de los alimentos. Los sistemas encapsulados pueden exhibir diversos perfiles de liberación dependiendo de su arquitectura estructural, el tipo de polímero encapsulante y las condiciones fisicoquímicas del medio de liberación. Estos perfiles responden a mecanismos físicos como difusión, hinchamiento, erosión o disolución, y son fundamentales para determinar la eficacia de la liberación controlada de compuestos como aceites funcionales, nutracéuticos o fármacos. Es por ello que es fundamental e importante comprender el proceso de liberación de compuestos bioactivos dentro de matrices encapsuladas como son los hidrogeles. En la literatura se encuentra una diversidad de modelos matemáticos y empíricos que se han empleado para predecir, comprender y ajustar perfiles de liberación de alimentos y fármacos. Por ende, este trabajo se centra en modelar e interpretar fenomenológicamente perfiles de liberación de aceite de ajonjolí encapsulado en diferentes tipos de perlas de hidrogel producidas mediante la técnica de gelación iónica empleando alginato de sodio y mucilago de tamarindo como agentes encapsulantes.

Evaluación de diferentes modelos matemáticos en el proceso de adsorción de humedad en hidrogeles de aceite de ajonjolí

2026-10-06T03:36:02Z

Evaluación de diferentes modelos matemáticos en el proceso de adsorción de humedad en hidrogeles de aceite de ajonjolí González Granados, Valeria Azucena El objetivo de este trabajo se centró en analizar el proceso de adsorción de vapor de agua en tres tipos de perlas de hidrogel conteniendo aceite de ajonjolí (AA). Las perlas de hidrogel se formaron empleando la técnica de encapsulación de gelación iónica a partir de alginato de sodio (AS) y mezclas de alginato de sodio con mucílago de nopal (AS-MN). Para ello, se prepararon dispersiones acuosas de AS y MN al 2% (p/v), las cuales se mezclaron en tres proporciones en peso seco: 1:0, 1:1 y 1:1.5 (AS:MN). Una vez que los hidrogeles fueron obtenidos, se procedió a construir experimentalmente las isotermas de adsorción de estos sistemas acondicionados a 25, 35 y 45 °C, utilizando el método gravimétrico de celdas de equilibrio. Posteriormente, se emplearon seis modelos matemáticos para describir el fenómeno de adsorción: dos modelos teóricos (B.E.T, y G.A.B.), dos modelos semiempíricos (Lewicki y Halsey) y dos modelos empíricos (Henderson-Thompson y Oswin). El modelo de G.A.B. y el modelo de Henderson-Thompson resultaron ser los que mejor correlacionaron los datos experimentales presentando altos valores de r2 > 0.998 y porcentajes de error (%E < 5%). Cabe resaltar que la expresión de Henderson-Thompson al ser un modelo empírico, presentó una compensación entre sus dos parámetros de ajuste para correlacionar adecuadamente los datos experimentales. Por otra parte, el modelo de G.A.B. permitió conocer que las moléculas de vapor de agua se adsorbieron en la superficie de los hidrogeles tanto en la monocapa como en las multicapas, siendo el sistema AS-MN (1:1.5) el que tuvo mayor capacidad de adsorción de humedad, esto se debe a que el MN tiene la propiedad intrínseca de retener agua dentro de su estructura. Estos resultados permiten conocer para cada sistema de hidrogel formulado en qué contenido de humedad equivalente al valor en la monocapa, las perlas son más estables a factores deteriorativos, los que contribuyen a la degradación del aceite de ajonjolí encapsulado. Los objetivos de desarrollo sostenible generados en la agenda 2030 de la ONU, enmarca en alguno de ellos, que se debe de minimizar el hambre a nivel mundial. Para ello, es importante que se engloben varios aspectos a considerar para lograr dicho fin. Entre estos aspectos a considerar, es que los procesos industriales deben ser sustentables y sostenibles, los productos alimentarios deben ser mínimamente procesados para reducir riesgos a la salud humana, y que estos productos puedan ser accesibles para todas las personas. En los últimos años, la industria alimentaria se ha enfocado en elaborar alimentos que de alguna manera le aporten salud y nutrición al ser humano, para ello se enfocan en utilizar materias primas cada vez más naturales, de bajo costo y sustituyendo parcialmente los sintéticos para mejorar la calidad de vida. El consumo de ácidos grasos poliinsaturados es de vital importancia debido a sus aportes benéficos a la salud humana como es la prevención de enfermedades cardiovasculares reduciendo niveles altos de colesterol y triglicéridos. En el caso específico del aceite esencial de sésamo, este posee una combinación atractiva y balanceada de ambos tipos de ácidos grasos (omega 3 y omega 6) que potencialmente pueden ser utilizados en la producción de alimentos funcionales. Aunque existe una limitante para su uso, transporte y almacenamiento, ya que es un insumo susceptible a sufrir ciertos tipos de descomposición fisicoquímica y biológica al ponerse en contacto con oxígeno, temperatura, humedad y actividad de agua. Para su protección, estabilidad y extensión de vida útil del aceite de sésamo, se ha recurrido a la tecnología de encapsulación para contrarrestar estos efectos deteriorativos. Una de estas tecnologías que ha recibido gran atención y aplicación en el sector industrial ha sido la gelación iónica. Está técnica se basa en crear un entrecruzamiento de carácter físico entre el biomaterial conocido como alginato de sodio y algún ion de tipo divalente como el calcio, de esta manera se producen esferas de hidrogel de alginato que sirven como agentes encapsulantes y protectores de compuestos activos como es el caso del aceite de sésamo. Por otra parte, se ha demostrado que el mucílago de nopal (MN) cuenta con propiedades funcionales (espesantes, espumantes, emulsionantes, gelificantes, encapsulantes, retenedores de agua), que permite también retener aceites esenciales, y, por ende, es un atractivo biomaterial para ser considerado como agente encapsulante. Una vez que se han producidos hidrogeles por la tecnología de gelación iónica, se necesita evaluar la estabilidad de estos sistemas coloidales para garantizar condiciones de almacenamiento apropiados para retardar mecanismos deteriorativos del aceite de sésamo. Por lo que en este trabajo, se estudia y se analiza el fenómeno de adsorción de humedad en perlas de hidrogel de aceite de sésamo obtenidos mediante gelación iónica empleando alginato de sodio (AS) y mucílago de nopal (MN) como agentes encapsulantes y, a partir de diferentes modelos matemáticos empíricos, semiempiricos y teóricos poder evaluar y establecer condiciones de almacenamiento.

Desarrollo e implementación de un método analítico para la operación de un equipo comercial en la determinación de la distribución de tamaño de partícula en productos en polvo

2026-10-06T03:30:13Z

Desarrollo e implementación de un método analítico para la operación de un equipo comercial en la determinación de la distribución de tamaño de partícula en productos en polvo Zamora Álvarez, Laura Ivette El presente trabajo de investigación se centra en la implementación y validación del método analítico por difracción Láser en el analizador Beckman Coulter LS200 de Quifem, con el objetivo de sustituir el método convencional de tamizado, el cual ha demostrado ser insuficiente en términos de precisión metrológica y eficiencia operacional. La metodología se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo y experimental, iniciando con la calificación operacional del equipo y la calibración con materiales de referencia certificados, conforme a la norma ISO 13320:2020. Se investigaron y optimizaron los parámetros críticos, incluyendo la determinación del índice de refracción (RI), la optimización del tiempo de sonicación (60 s) para garantizar la desaglomeración total, y el ajuste de la obscuración para maximizar la sensibilidad de la tecnología PIDS en el rango submicrónico. El PNO-AC-11 se validó formalmente mediante rigurosas pruebas de precisión (repetibilidad) y robustez, superando los estándares internacionales. Los resultados demostraron una mejora sustancial en la calidad del dato, alcanzando una precisión superior con un %RSD ≤ 1.1% para el D50, lo que confirma la estabilidad del método. El impacto operacional fue directamente cuantificable: 1. Eficiencia: Se logró una reducción del tiempo de análisis de 15 minutos (tamizado) a 4 a 6 minutos (LD), lo que representa un aumento de la capacidad analítica de entre el 60% y el 73%. 2. Seguridad: La manipulación de polvos en medio líquido minimizó la exposición del personal, eliminando la necesidad obligatoria de cubrebocas KN95. 3. Metrología: El método proporciona el diámetro de esfera equivalente volumétrico, un parámetro con mayor relevancia funcional para la compactación y reactividad del producto. La implementación fue asegurada mediante un plan integral de capacitación y mantenimiento preventivo, que detalla la limpieza óptica las verificaciones periódicas de calibración, garantizando la trazabilidad del equipo y la sostenibilidad del método validado a largo plazo. La distribución granulométrica se ha posicionado como uno de los parámetros de calidad y funcionalidad más críticos en el sector de la ingeniería de partículas. Para empresas del ramo químico que comercializan productos en polvo, la precisión de este parámetro es directamente proporcional a la aceptación de sus productos en el mercado y su rentabilidad operativa. La dependencia directa entre el tamaño de partícula y las especificaciones de los clientes genera una presión constante por la trazabilidad y exactitud de las mediciones. El incumplimiento de los estándares de finura puede resultar en el rechazo de lotes, generando pérdidas económicas significativas por reproceso o desecho de producto. Esta problemática fue el motor principal para la adquisición del equipo Beckman Coulter modelo LS200, una tecnología avanzada de Difracción Láser (LD).

Elaboración del Manual de Buenas Prácticas de Seguridad y Calidad en los Procesos de los Laboratorios de la Facultad de Química de la Unidad Cerrillo UAEMéx

2026-09-04T01:16:27Z

Elaboración del Manual de Buenas Prácticas de Seguridad y Calidad en los Procesos de los Laboratorios de la Facultad de Química de la Unidad Cerrillo UAEMéx Velázquez Navarrete, Hilda Berenice El presente trabajo tiene por objetivo desarrollar un manual de buenas prácticas de seguridad y calidad en los laboratorios de la Facultad de Química de la Unidad Cerrillo de la Universidad Autónoma del Estado de México, con la finalidad de fortalecer las condiciones de trabajo, reducir riesgos y mejorar la confiabilidad de los procesos experimentales. Para ello, se realizó un diagnóstico inicial, con base a ello, se diseñó y estructuró un Manual alineándolo con la normativa vigente, el cual se basa en la gestión de riesgos en el laboratorio, manejo seguro de sustancias químicas, control de calidad de equipos y materiales, procedimientos de emergencia, capacitación continua del personal y protocolos de mantenimiento y revisión periódica. Asimismo, el proyecto propone un sistema de auditorías internas orientado a asegurar el cumplimiento, la mejora continua y la permanencia de las buenas prácticas, de esta manera se integró un manual que constituye una herramienta integral que incorpora lineamientos basados en normativas nacionales como NOM, NMX y disposiciones de la STPS, además de integrar principios de sostenibilidad mediante su alineación con la Carta de la Tierra y los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS 3, 4, 12 y 13). Esto promueve el uso responsable de los recursos, la formación de profesionales éticos y el fortalecimiento de la calidad educativa. Asimismo, representa un instrumento pedagógico, técnico y de gestión que contribuye a la seguridad, la mejora continua y la proyección institucional de la UAEMéx, sentando bases para futuras acreditaciones bajo estándares nacionales e internacionales. Es un Trabajo Terminal de Grado de la Maestría en Calidad Ambiental