Desarrollo de geles mucílago de nopal – alginato de sodio conteniendo aceite de ajonjolí mediante gelación iónica

Abstract

El objetivo de este trabajo fue utilizar alginato de sodio (AS) y mezclas de mucílago de nopal (MN)-alginato de sodio (AS) como material de pared para la encapsulación de aceite de ajonjolí (AA) mediante gelación iónica. Se obtuvieron esferas de geles por extrusión de emulsiones y se determinó el efecto de estos biopolímeros sobre características deseables como la retención y la protección del aceite de ajonjolí encapsulado contra factores ambientales.

La primera parte de este trabajo fue desarrollar un diagrama de fases binario de sistemas alginato de sodio (AS)-mucílago de nopal (MN), donde se estudió el estado físico de la suspensión acuosa previo a la emulsificación y se identificó las concentraciones en las que las suspensiones acuosas de AS y MN-AS fueran adecuadas para emulsionar el aceite de ajonjolí, las cuales presentaron el siguiente intervalo de operabilidad AS: 0.25 a 1% p/v y MN: 0.25 a 1.75% p/v.

A partir de este intervalo se seleccionaron tres sistemas para trabajar un solo sistema con concentración de AS (0:2 % p/v) y dos sistemas con mezclas MN-AS (1:1 y 1.25:0.75 % p/v). Se prepararon emulsiones simples aceite en agua (O/W) con aceite de ajonjolí y posteriormente se obtuvieron esferas de los geles por extrusión de la emulsión.

Se determinó el porcentaje de aceite superficial (%SO) y eficiencia de encapsulamiento (%EE) el cual varió de 3.00 a 7.80% y 38.64 a 91.44% respectivamente para los sistemas estudiados. A medida que la concentración de MN se incrementó y la concentración de AS disminuyó en las mezclas MN-AS, los valores de %EE también aumentaron, lo cual indicó mayor cantidad de aceite de ajonjolí en el interior de los geles y menor cantidad de aceite superficial en estos. El sistema 3 MN-AS (1.25:0.75 % w/v) presento el %EE más alto y menor contenido de aceite superficial, caso contrario, el sistema 1, el cual solo contiene AS como material de pared el %EE disminuyó y el %SO aumento significativamente. Los perfiles de liberación del aceite de ajonjolí de las cápsulas AS y MN-AS se vieron afectadas por el tipo de material de pared, el empleo de mezclas MN-AS para encapsular tienen un efecto mayor sobre la velocidad de liberación del aceite que el empleo solo de AS, siendo más rápida cuando tenemos la misma cantidad de mucílago de nopal y alginato de sodio es decir en la relación 1:1. Se obtuvieron imágenes de la estructura interna de las cápsulas de los sistemas 1, 2, y 3 mediante microscopía óptica mostrando una mayor conformación esférica y mayor radio las cápsulas del sistema 1 mientras que las cápsulas del sistema 2 y 3 fueron de forma irregular y de menor tamaño. Por último, se determinó que la oxidación del aceite de ajonjolí siguió una cinética de orden uno tanto para el aceite encapsulado como para el aceite sin encapsular. Así mismo se observó que la oxidación en el aceite se incrementaba conforme aumentaba la temperatura de estudio y el sistema que protege mejor al AA contra la oxidación es el encapsulado con 1:1 MN-AS.