Proyecto CONICYT: Nueva técnica de microencapsulación por secado por atomización

Proyecto CONICYT: Nueva técnica de microencapsulación por secado por atomización

La profesora Paz Robert, Directora del Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química, desarrolló el proyecto FONDECYT 1151224 titulado “Water-free spray-drying: a novel strategy for the microencapsulation of fish oil (EPA and DHA). Study of microparticles properties, stability and release behaviour in food models”, el cual concluyó en marzo de este año.

La profesora Robert, directora del proyecto, trabajó junto a Dra. B. Giménez, Dra. C. Vergara y sus alumnos de Cristian Encina (Doctorado de Nutrición y Alimentos) y Claudia Saavedra y Ana González (Ingeniería de Alimentos), en el Laboratorio de Encapsulación de Compuestos Bioactivos de la Facultad, logrando generar una técnica innovadora para obtener el aceite de pescado en polvo (micropartículas), lo cual aumenta su vida útil; facilita su manipulación y aplicabilidad en matrices alimentarias en base seca (leche en polvo, cereales, alimentos infantiles, fórmulas lácteas, entre otras) y formulaciones líquidas.

Resumen del proyecto:

En los seres humanos, los ácidos grasos proporcionan energía, participan en la formación estructural de la bicapa lipídica y además, juegan un papel importante en actividades metabólicas, como la síntesis de eicosaenoides entre otros.

Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL n-3), en especial el ácido cis-5, cis-8, cis-11, cis-14, cis-17 eicosapentaenoico (C20:5 n-3, EPA) y el ácido cis-4, cis-7, cis-10, cis-13, cis-16, cis-19 docosahexaenoico (C22:6n-3, DHA) son considerados como nutrientes necesarios para los seres humanos.  Múltiples estudios han permitido establecer que el consumo de EPA y DHA pueden contribuir a la prevención y/o tratamientos de diversas patologías, participando directamente en la modulación de la respuesta inmune, disminuyendo la inflamación y el daño funcional provocadas por éstas.

En este sentido, un incremento en el consumo de EPA y DHA proporcionaría beneficios importantes para la salud y nutrición de los seres humanos. El EPA se asocia principalmente con la protección cardiovascular. Su consumo diario disminuye los triacilgliceroles y el colesterol sanguíneo, ambos considerados como determinantes importantes del riesgo cardiovascular. Además, baja la presión vascular y tiene efectos antitrombóticos y antiinflamatorios. Por otra parte, el DHA está asociado al desarrollo y función del sistema nervioso y visual de los seres humanos y otros mamíferos. Su consumo, en la etapa perinatal, produce beneficios para la madre (disminuye la incidencia de diabetes gestacional y depresión post parto, entre y otros) y para el bebé (mejora la capacidad de aprendizaje y memorización). En adultos, el DHA previene la muerte prematura de las neuronas cerebrales (apoptosis) y con ello disminuye la incidencia en patologías del sistema nervioso como el Alzheimer y Parkinson

El EPA y DHA pueden ser sintetizados en el organismo a partir de su precursor, el ácido alfa linolénico ALA, C18:3n-3 (ácido cis-9, cis-12, cis-15 octadecatrienoico), considerado como esencial. El porcentaje de conversión a AGPCL n-3 a partir este último, es muy bajo (5-10% para EPA y 1-5% para DHA). Por consiguiente, el EPA y DHA deben ser ingeridos a través de la dieta. Principalmente desde fuentes de origen marino como peces grasos o azules, mariscos, mamíferos y algas.

Distintos organismos internacionales, como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) recomiendan una ingesta diaria de al menos 500 mg de EPA + DHA para adultos y un consumo mayor a 300 mg de DHA en mujeres embarazadas y en periodo de lactancia. Para cumplir con esta recomendación sería necesario ingerir diariamente sobre 50 g de jurel, pescado graso con alto contenido de EPA y DHA (14 y 10 g/100 g de aceite respectivamente). Según la última Encuesta Nacional de Salud, realizada en Chile entre los años 2009 y 2010, el consumo per cápita de pescado es muy bajo, ya que sólo un 11% de la población consume pescado una vez a la semana (Subpesca, 2012). Algunos factores que explicarían el bajo consumo de productos del mar, estarían asociados a: su rápido deterioro, la falta de incentivo al sector pesquero; los altos precios de los productos pesqueros debido a la mayor rentabilidad de la captura de peces para la obtención de harina y aceite de pescado respecto a su comercialización para consumo fresco o en conserva (Subpesca, 2012). Sin embargo, Chile es considerado como uno de los grandes actores en el rubro pesquero, incluyendo la producción de harina y aceite de pescado. La exportación de otros productos del mar (sin considerar peces, moluscos ni crustáceos frescos) llegó a US$332,9 millones durante el año 2014, con una participación de 5,5% en los envíos totales del sector, en la cual el subsector de aceite de pescado tuvo una participación de US$132,5 millones equivalentes al 39,8% (Banco Central de Chile, 2015).

En base al interés de aumentar la ingesta de EPA y DHA, sin hacer cambios radicales en los hábitos alimentarios, la industria en conjunto con políticas públicas internacionales han hecho un esfuerzo por fortificar productos alimenticios de consumo frecuente y masivo con aceite de pescado (Patrick et al., 2013; Contreras et al., 2011; Valenzuela et al., 2009; Wallace et al., 2000). Actualmente, se encuentran en el mercado internacional diversos productos con un mayor contenido de EPA y DHA. Entre ellos destacan: aceites de pescado refinados, desodorizados y saborizados; productos líquidos y semilíquidos (aguas, jugos, bebidas lácteas y salsas en base a emulsiones con aceite de pescado) y algunos productos en base seca como galletas, leche en polvo y pastas, entre otros.

Tecnología aplicada al aceite de pescado

Los problemas tecnológicos asociados al uso del aceite de pescado se deben a la baja solubilidad de éste en la mayoría de los sistemas alimentarios (hidrofílicos) y a su alta susceptibilidad a la oxidación frente al oxígeno del aire y a la luz, favoreciendo el inicio del deterioro oxidativo y la formación de compuestos primarios y secundarios (volátiles y no volátiles), responsables de los olores y sabores desagradables. Alterando, de esta manera, las propiedades organolépticas y el valor nutricional de los productos fortificados.

Una forma de otorgar estabilidad al aceite de pescado y facilitar su uso en la industria alimentaria es su microencapsulación por secado por atomización. Esta alternativa requiere de una emulsión del aceite y su atrapamiento en biopolímeros que reduce la susceptibilidad a la oxidación del aceite de pescado, desde condiciones del medio ambiente y del alimento (luz, temperatura, oxígeno y humedad). De esta manera, se mejora la estabilidad del aceite, prolongando su vida útil. Además, la elaboración de micropartículas de aceite de pescado podría controlar la liberación del aceite en los alimentos.

La tecnología de secado por atomización convencional es uno de los métodos más comúnmente utilizados para encapsular el aceite de pescado. Sin embargo, es necesario la preparación de una emulsión previa, dado que el método se realiza en sistemas acuosos, lo que lleva a realizar una etapa extra al proceso de secado. Además, se usan elevadas temperaturas (sobre 150 °C), lo que podría afectar la estabilidad del aceite de pescado. El propósito de este trabajo es utilizar una alternativa a este secado, secado por atomización libre de agua (menores temperaturas de secado, < 140 °C), que podrían evitar la oxidación del aceite de pescado durante el proceso de encapsulación, pero además, tendría otro mecanismo de encapsulación, ya que se evitaría la elaboración de una emulsión.

De esta manera, el aceite de pescado en polvo (micropartículas) aumenta su vida útil; se facilita su manipulación y aplicabilidad en distintas matrices alimentarias como formulaciones en base seca (leche en polvo, cereales, alimentos infantiles, fórmulas lácteas, entre otras) y formulaciones líquidas.

Fuente: www.quimica.uchile.cl