Desarrollo de geles alginato de sodio (AS) – goma Arábiga (GA) conteniendo ácido ascórbico (AA) mediante gelación iónica

Abstract

El objetivo de este trabajo fue utilizar alginato de sodio (AS) y mezclas de alginato de sodio (AS)-goma arábiga (GA) como material de pared para la encapsulación de ácido ascórbico (AA) mediante gelación iónica. Se obtuvieron esferas de geles por extrusión de las soluciones coloidales de AS y AS-GA conteniendo AA y se evaluaron las características de calidad de estos biopolímeros tales como el rendimiento de encapsulamiento y comportamiento de estos contra factores ambientales y forzados. La primera parte de este trabajo fue desarrollar un diagrama de fases binario de sistemas alginato de sodio (AS)-goma arábiga (GA), donde se estudió el estado físico de la suspensión acuosa previo a la disolución y se identificaron las concentraciones en las que las suspensiones acuosas de AS y AS-GA fueran adecuadas para incorporar el ácido ascórbico, las cuales presentaron el siguiente intervalo de operabilidad AS: 0 a 0.2 % w/w y GA: 0 a 0.2 % w/w. A partir de este intervalo se seleccionaron tres sistemas para trabajar, un sistema con concentración de AS (0:0.125 % w/w) y uno con mezcla AS-GA (0.075:0.125 % w/w). Se prepararon disoluciones simples con ácido ascórbico y posteriormente se obtuvieron esferas de los geles por extrusión de la disolución. Se construyó una curva de calibración blanco utilizando el método de titulación con el cual se determinó la cantidad de solución de iodato potásico necesaria para encontrar la concentración de ácido ascórbico en el disoluto. Posteriormente se realizó otra curva de calibración, pero con el ácido ascórbico ya encapsulado y se compararon los resultados determinando que se requiere más solución para encontrar la concentración de la vitamina. Posteriormente se determinó el rendimiento de encapsulamiento (Y %) los cuales fueron 91.01% para el sistema de la mezcla AS-GA y 77.56 % para el sistema de AS, mostrando que con una diferencia del 15% aproximadamente que el sistema AS-GA es mejor. Finalmente se evaluaron diferentes propiedades de calidad de los geles y se compararon ambos sistemas para determinar cuál era mejor. Primero se calcularon los porcentajes de solubilidad, se mostró que los dos sistemas son poco solubles, produciendo resultados que van desde 20% a 40% aproximadamente. Los resultados muestran que se presentaron diferencias significativas entre ambos sistemas conforme aumentaba la temperatura, desde el 5 al 10% aproximadamente. También se realizaron pruebas de hinchamiento, los resultados arrojaron que en ambos sistemas se muestra que en un pH neutro 7 el coeficiente de hinchamiento es mayor, seguido de los pH básicos de 10 y 4, por lo que se dedujo que en medios ácidos el coeficiente de hinchamiento es bajo. Además, también se observó que los mayores coeficientes se obtuvieron a temperatura ambiente. Se midieron tiempos de disolución (tiempos necesarios para que las capsulas trituradas (en polvo) se reconstruyeran en agua después de su agitación). Dando como resultado que las cápsulas hechas con la mezcla de AS-GA tardan más tiempo en reconstruirse. Después se analizaron los porcentajes de dispersabilidad, en estos resultados obtenidos podemos observar que los porcentajes son bajos y muy similares (con una diferencia significativa entre los sistemas). Se puede deducir que ambos sistemas tienen la misma facilidad de distribuirse en agua (aunque sea muy baja). En las pruebas de humectabilidad las cápsulas en mezcla tardan más tiempo en humedecerse, existen diferencias significativas, se muestra que la existencia de GA aumento el tiempo de humectabilidad en comparación con las microcápsulas producidas mediante el uso de AS solo. Por último, se realizaron pruebas de higroscopicidad. Los resultados muestran que la higroscopicidad del sistema de AS es significativamente menor en comparación con el sistema de AS-GA, con eso se dedujo que el alginato de sodio poseía el contenido de humedad más bajo y el más bajo de higroscopicidad.