Aplicación de tecnologías emergentes en la formulación de ...
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Aplicación de tecnologías emergentes a la formulación de compuestos bioactivos de interés para la industria alimentaria Grupo de investigación: Biotecnología Industrial y Medioambiental (BIOIND) www.ubu.es/bioind Elaboración de la emulsión óptima Evaluación del estado oxidativo de la emulsión óptima Condiciones de almacenamiento de la emulsión estudiadas: ₪ Experimento 1: Almacenamiento a T ambiente, oscuridad y sin ambiente de N 2 . ₪ Experimento 2: Adición de ácido ascórbico* (AA), almacenamiento a T = 4 0 C, oscuridad y con ambiente de N 2 . ₪ Experimento 3: Adición de ácido ascórbico *(AA), almacenamiento a T ambiente, oscuridad y sin ambiente de N 2 . * Concentración final de AA en la emulsión: 20 mM AA. El estado oxidativo se ha evaluado mediante la determinación del valor de peróxidos (PV) y TBARS. Carmen Sagredo Moya, Esther de Paz Barragán, Sagrario Beltrán Calvo y María Teresa Sanz Diez Los ácidos grasos poliinsaturados omega 3 (AGPI n-3) son vitales para la salud porque nuestro cuerpo no puede fabricarlos y debemos obtenerlos de forma externa a través de la alimentación. Para el óptimo funcionamiento de muchos tejidos de nuestro cuerpo, como por ejemplo el cerebro (que se compone aproximadamente de un 60% de lípidos y tiene una tasa muy alta de consumo de energía), se necesitan estos ácidos grasos. La ingesta de ácidos grasos Omega-3 proporciona beneficios en campos tan diversos como cardiología, neurología, oncología, patologías inflamatorias crónicas, oftalmología, pediatría, ginecología, dermatología. Los AGPI n-3 se pueden utilizar como suplementos alimenticios o incorporar a determinados alimentos obteniendo alimentos funcionales. Los AGPI n-3 se deterioran muy fácilmente por oxidación. Ejemplos de fuentes de AGPI n-3: • Aceite de pescados como sardina, salmón, bacalao, atún, anchoa o arenque.. (EPA, DHA…) • Nuez, aceite de oliva.. (ácido linolénico) Formular los AGPI n-3 para protegerlos de la oxidación a lo largo del tiempo, aumentar la solubilidad en sistemas acuosos, aumentar la estabilidad química y disminuir la aparición de un sabor y olor desagradables. Estudiar el estado de oxidación a lo largo del tiempo de una formulación de un concentrado comercial rico en AGPI n-3 nanoencapsulado en una matriz de almidón modificado mediante la formación de una emulsión O/W utilizando un equipo de ultrasonidos. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS ------------------------------------------------------------------------ METODOLOGÍA ------------------------------------------------------------------------ 2º Adición de aceite rico en AGPI n-3 a la disolución acuosa 3º Pre-emulsión mediante agitación durante 5 minutos 4º Emulsificación mediante US. Formación de micelas H 2 O Aceite Parte hidrofílica Parte hidrofóbica Almidón modificado Diseño de experimentos para buscar una emulsión con el mínimo tamaño de gota, estable en el tiempo. Factores: • Concentración de aceite • Tiempo de ultrasonidos • Amplitud de ultrasonidos El tamaño de gota se midió con un analizador de tamaño de partícula Mastersizer 2000. Determinación de la emulsión óptima CONCLUSIONES REFERENCIAS MICELA La emulsión óptima tiene las siguientes características: • Composición: 70% de agua + 30% sólidos, de los cuales el 20% es aceite y el 80% almidón modificado. • Preparación de la emulsión: 5 min de agitación + 180 s de ultrasonidos al 100% de amplitud. • Tamaño de gota = 120 nm Los resultados del estudio del estado oxidativo son: ₪ Experimento 1: Peróxidos inicio alto y superior al límite establecido para el consumo, con tiempo almacenamiento. TBARS inicio alto, con tiempo almacenamiento. ₪ Experimento 2: Peróxidos inicio alto e inferior al límite establecido para el consumo, con tiempo almacenamiento. TBARS inicio alto, con tiempo almacenamiento. ₪ Experimento 3: Peróxidos inicio alto e inferior al límite establecido para el consumo, con tiempo almacenamiento. TBARS inicio alto, con tiempo almacenamiento. La emulsión preparada y almacenada en condiciones ambientales no es suficientemente estable a la oxidación. La adición de un antioxidante a la emulsión (AA) evita la oxidación obteniendo valores de PV y TBARS prácticamente constantes en el tiempo. Las condiciones de almacenamiento de la emulsión cuando se adiciona AA parece que no afectan al estado de oxidación. Sin embargo, se necesita completar el estudio del estado de oxidación en el tiempo para obtener la confirmación. Rubio-Rodríguez N, Beltrán S, Jaime I, de Diego S.M., Sanz M.T., Rovira-Carballido J. Production of omega-3 polyunsaturated fatty acid concentrates: A review. Innovative Food Science and Emerging Technologies 11 (2010) 1–12 Salvia-Trujillo, L., Decker, E.A., and McClements, D.J. Influence of anionic polysaccharide on the physical and oxidative stability of omega-3 nanoemulsions: antioxidant effects of alginate. Food Hydrocolloids 52(2016) 690-698. Carneiro, H.C.F., Tonon, R.V., Grosso, C.R.F., and Hubinger, M.D. Encapsulation efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray dring using different combinations of wall materials. Journal of Food Engineering 115(2013) 443-451. UNIVERSIDAD DE BURGOS Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos 1º Preparación de una disolución acuosa de almidón modificado (OSA starch) 0 2 4 6 8 10 12 14 0.01 0.1 1 10 100 1000 Volumen (%) Distribución del tamaño de gota (µm) 0 días 2 días 6 días 29 días -------------------------------------------------------------------------- RESULTADOS -------------------------------------------------------------------------- 0 10 20 30 40 50 60 70 0 2 4 6 8 10 Valor de peróxidos (meq O 2 /kg aceite) Tiempo de almacenamiento (días) Índice de peróxidos Experimento 1 0 1 2 3 4 5 6 0 5 10 15 20 25 Valor de peróxidos (meq O2/kg aceite) Tiempo de almacenamiento (días) Índice de peróxidos Experimento 2 Experimento 3 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 2 4 6 8 10 Valor de TBARS (μmol TEP/g aceite) Tiempo de almacenamiento (días) TBARS Experimento 1 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 5 10 15 20 25 Valor de TBARS (μmol TEP/g aceite) Tiempo de almacenamiento (días) TBARS Experimento 2 Experimento 3 Agradecimientos: a JCyL y FEDER por la financiación del proyecto BU055U16 en cuyo marco se ha realizado este trabajo
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Aplicación de tecnologías emergentes a la formulación de compuestos bioactivos de interés
para la industria alimentaria Grupo de investigación: Biotecnología Industrial y Medioambiental (BIOIND)
www.ubu.es/bioind
Elaboración de la emulsión óptima
Evaluación del estado oxidativo de la emulsión óptima
Condiciones de almacenamiento de la emulsión estudiadas: ₪ Experimento 1: Almacenamiento a T ambiente, oscuridad y sin ambiente de N2. ₪ Experimento 2: Adición de ácido ascórbico* (AA), almacenamiento a T = 4 0C, oscuridad y con ambiente de N2. ₪ Experimento 3: Adición de ácido ascórbico *(AA), almacenamiento a T ambiente, oscuridad y sin ambiente de N2. * Concentración final de AA en la emulsión: 20 mM AA.
El estado oxidativo se ha evaluado mediante la determinación del valor de peróxidos (PV) y TBARS.
Carmen Sagredo Moya, Esther de Paz Barragán, Sagrario Beltrán Calvo y María Teresa Sanz Diez
Los ácidos grasos poliinsaturados omega 3 (AGPI n-3) son vitales para la salud porque nuestro cuerpo no puede fabricarlos y debemos obtenerlos de forma externa a través de la alimentación. Para el óptimo funcionamiento de muchos tejidos de nuestro cuerpo, como por ejemplo el cerebro (que se compone aproximadamente de un 60% de lípidos y tiene una tasa muy alta de consumo de energía), se necesitan estos ácidos grasos. La ingesta de ácidos grasos Omega-3 proporciona beneficios en campos tan diversos como cardiología, neurología, oncología, patologías inflamatorias crónicas, oftalmología, pediatría, ginecología, dermatología. Los AGPI n-3 se pueden utilizar como suplementos alimenticios o incorporar a determinados alimentos obteniendo alimentos funcionales. Los AGPI n-3 se deterioran muy fácilmente por oxidación.
Ejemplos de fuentes de AGPI n-3: • Aceite de pescados como sardina, salmón, bacalao,
atún, anchoa o arenque.. (EPA, DHA…) • Nuez, aceite de oliva.. (ácido linolénico)
Formular los AGPI n-3 para protegerlos de la oxidación a lo largo del tiempo, aumentar la solubilidad en sistemas acuosos, aumentar la estabilidad química y disminuir la aparición de un sabor y olor desagradables.
Estudiar el estado de oxidación a lo largo del tiempo de una formulación de un concentrado comercial rico en AGPI n-3 nanoencapsulado en una matriz de almidón modificado mediante la formación de una emulsión O/W utilizando un equipo de ultrasonidos.
INTRODUCCIÓN OBJETIVOS
------------------------------------------------------------------------ METODOLOGÍA ------------------------------------------------------------------------
2º
Adición de aceite rico en AGPI n-3 a la
disolución acuosa
3º
Pre-emulsión mediante agitación durante 5 minutos
4º
Emulsificación mediante US. Formación de micelas
H2O Aceite
Parte hidrofílica
Parte hidrofóbica
Almidón modificado
Diseño de experimentos para buscar una emulsión con el mínimo tamaño de gota, estable en el tiempo. Factores:
• Concentración de aceite • Tiempo de ultrasonidos • Amplitud de ultrasonidos
El tamaño de gota se midió con un analizador de tamaño de partícula Mastersizer 2000.
Determinación de la emulsión óptima
CONCLUSIONES REFERENCIAS
MICELA
La emulsión óptima tiene las siguientes características: • Composición: 70% de agua + 30% sólidos, de los cuales el 20% es aceite y el 80%
almidón modificado. • Preparación de la emulsión: 5 min de agitación + 180 s de ultrasonidos al 100% de
amplitud. • Tamaño de gota = 120 nm
Los resultados del estudio del estado oxidativo son:
₪ Experimento 1: Peróxidos inicio alto y superior al límite establecido para el consumo, con tiempo almacenamiento. TBARS inicio alto, con tiempo almacenamiento.
₪ Experimento 2: Peróxidos inicio alto e inferior al límite establecido para el consumo, con tiempo almacenamiento. TBARS inicio alto, con tiempo almacenamiento.
₪ Experimento 3: Peróxidos inicio alto e inferior al límite establecido para el consumo, con tiempo almacenamiento. TBARS inicio alto, con tiempo almacenamiento.
La emulsión preparada y almacenada en condiciones ambientales no es suficientemente estable a la oxidación.
La adición de un antioxidante a la emulsión (AA) evita la oxidación obteniendo valores de PV y TBARS prácticamente constantes en el tiempo.
Las condiciones de almacenamiento de la emulsión cuando se adiciona AA parece que no afectan al estado de oxidación. Sin embargo, se necesita completar el estudio del estado de oxidación en el tiempo para obtener la confirmación.
Rubio-Rodríguez N, Beltrán S, Jaime I, de Diego S.M., Sanz M.T., Rovira-Carballido J. Production of omega-3 polyunsaturated fatty acid concentrates: A review. Innovative Food Science and Emerging Technologies 11 (2010) 1–12
Salvia-Trujillo, L., Decker, E.A., and McClements, D.J. Influence of anionic polysaccharide on the physical and oxidative stability of omega-3 nanoemulsions: antioxidant effects of alginate. Food Hydrocolloids 52(2016) 690-698.
Carneiro, H.C.F., Tonon, R.V., Grosso, C.R.F., and Hubinger, M.D. Encapsulation efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray dring using different combinations of wall materials. Journal of Food Engineering 115(2013) 443-451.
UNIVERSIDAD DE BURGOS Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos
1º
Preparación de una disolución acuosa de
almidón modificado (OSA starch)
0
2
4
6
8
10
12
14
0.01 0.1 1 10 100 1000
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Distribución del tamaño de gota (µm)
0 días
2 días
6 días
29 días
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010203040506070
0 2 4 6 8 10
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Tiempo de almacenamiento (días)
Índice de peróxidos
Experimento 1
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Tiempo de almacenamiento (días)
Índice de peróxidos
Experimento 2Experimento 3
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Tiempo de almacenamiento (días)
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Experimento 2Experimento 3
Agradecimientos: a JCyL y FEDER por la financiación del proyecto BU055U16 en cuyo marco se ha realizado este trabajo
