Estudios de las condiciones óptimas para maximizar estabilidad física y oxidativa de un ingrediente vitamínico nanoencapsulado

• Mujica Álvarez, Javiera ^[1] ; Matiacevich, Silvia ^[1] ; Bustos, Rubén ^[1]
  1. [1] Universidad de Santiago de Chile

     Universidad de Santiago de Chile

     Santiago, Chile

     
• Localización: Mundo nano: Revista interdisciplinaria en nanociencias y nanotecnología, ISSN 2007-5979, ISSN-e 2448-5691, Vol. 12, Nº. 23, 2019, págs. 1-15
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Studies of optimal conditions to maximize physical and oxidative stability of nanoencapsulated vitamin ingredient
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• Resumen
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    El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de distintos materiales de pared, caseinato de sodio (CS) y un almidón modificado Capsul® (CAP), sobre la estabilidad física y oxidativa de nanoemulsiones con vitamina E para obtener un ingrediente vitamínico nanoencapsulado. Se estableció un diseño experimental Box-Behnken, en donde se analizaron tres factores: tipo de agente encapsulante (4% p/p CS/CAP/CAP+CS), concentración de surfactante Tween 80 (1-2% p/p) y tiempo de ultrasonido (1-3 min). Las variables de respuesta fueron el tamaño de nanocápsulas, índice de polidispersidad (PDI) y estabilidad oxidativa a 80,110 y 140 ºC, expresa como período de inducción (PI). A partir de las condiciones óptimas, se validó el modelo y se aumentó la concentración del agente encapsulante para mejorar la estabilidad física de las nanoemulsiones durante su almacenamiento (4 ºC-72 h). Estas nanoemulsiones fueron liofilizadas y se les evaluó el PI en comparación con la vitamina E libre y en nanoemulsión.

    Se obtuvo un tamaño de partícula entre 20-100 nm con un PDI<0,5 en todas las condiciones experimentales, confirmándose la obtención de nanoemulsiones con una distribución de tamaño monomodal. Las condiciones óptimas fueron: caseinato de sodio como agente encapsulante, 1% p/p de Tween 80 y 3 min de ultrasonido. Sin embargo, la estabilidad física de esta nanoemulsión fue inferior a 2h. Por esto, se aumentó la concentración de caseinato de 4 a 8% p/p, lo que prolongó la estabilidad hasta 72 h a 4 ºC sin observar separación de fases. Para esta nanoemulsión, el tamaño de partícula fue 63 nm y el PI de 8,7, 4,4, 3 h para 80, 110, 140 ºC, respectivamente. El PI del polvo liofilizado fue 10,2, 4,4, 3 h, y para la vitamina E libre fue 3,6, 1,8, 1 h para 80, 110, 140 °C, respetivamente. El caseinato de sodio resultó ser mejor material de pared que el Capsul® ya que permitió mejorar la estabilidad oxidativa de las nanoemulsiones. El proceso de liofilización mejoró la estabilidad oxidativa de la vitamina en comparación con la nanoemulsión de vitamina E y la vitamina E libre.

  • English

    The aim of this work was to evaluate the effect of different wall materials, sodium caseinate (CS) and a modified starch Capsul® (CAP), on the physical and oxidative stability of nanoemulsions with vitamin E, to obtain a nanoencapsulated vitamin ingredient. An experimental Box-Behnken design was established, where three factors were analyzed: type of encapsulating agent (4% w/w CS/CAP/CAP+CS), surfactant concentration Tween 80 (1-2% w/w), and ultrasound time (1-3 min). The response variables were the size of nanocapsules, polydispersity index (PDI) and oxidative stability at 80, 110 and 140 °C, expressed as the induction period (PI). From the optimal conditions, the model was validated and the concentration of the encapsulating agent was increased to improve the physical stability of the nanoemulsion during storage (4 °C-72 h). These nanoemulsions were lyophilized and the PI was evaluated in comparison with free vitamin E and as a nanoemulsion. A particle size between 20-100 nm was obtained with a PDI<0.5 under all experimental conditions, confirming the obtaining of nanoemulsions with a monomodal size distribution. The lyophilization process improved the oxidative stability of the vitamin compared to the vitamin E nanoemulsion and the free vitamin E.