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

Abstract

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.