Avances de la Bio-Nanotecnología en la Industria de los Alimentos

Permiten la formación de cápsulas con micronutrientes y también con compuestos con propiedades antioxidantes y antimicrobianas, que previenen el deterioro de alimentos.
Por la Dra. Emilse Verónica Padin*

bio nanotecnología de alimentos

En los últimos años los alimentos funcionales se están convirtiendo en una fuente de micronutrientes indispensables para la salud. La mayor parte de los compuestos bioactivos como por ejemplo ácidos grasos, vitaminas, tocoferoles, micronutrientes como hierro y calcio, pueden ser alterados en su estructura al momento de la producción del alimento o proporcionarles a éstos olores y/o sabores indeseados a la hora de ser consumidos.

La nanotecnología se aplica en muchas industrias (Tabla I). Se basa en la microencapsulación que se define como la tecnología de empaquetamiento de sólidos, líquidos y gases con materiales de recubrimiento de distinta naturaleza, para dar lugar a cápsulas de tamaño micrométrico que pueden liberar su contenido de manera controlada bajo condiciones específicas. Los productos resultantes de este proceso son denominados micropartículas, microcápsulas o microesferas, cuya estructura puede formar un sistema de reservorio (Pérez-Leonard, H. 2013).

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Los principles métodos utilizados para la obtención de las micropartículas pueden ser
la utilización de liposomas, coacervación,
co-cristalización, secado por aspersión, extrucción, emulsión, aspersión por enfriamiento o congelación e inclusión de complejos. La Tabla II muestra una lista de los diferentes agentes encapsulantes utilizados en la actualidad.

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En la industria de los alimentos se ha ido incrementado el uso de estas técnicas debido a la protección que le otorgan a los materiales alimenticios contra factores como la temperatura, la humedad, el procesamiento y el empacado, permitiendo así una mayor estabilidad y viabilidad, además de mejorar el sabor, el aroma, el valor nutritivo y la apariencia de los productos finales (Parra Huertos, R. 2010).

En los últimos años los alimentos funcionales se están convirtiendo en una fuente de micronutrientes indispensables para la salud. La incorporación de ácidos grasos como Ω 3 (ácido linolénico) y Ω 6 (ácido linoleico) contenidos en la fosfatidilcolina de soja (SPC) o lecitina de soja, previenen enfermedades cardiovasculares, esquizofrenia, cáncer, etc. La mayor parte de los compuestos bioactivos por ejemplo ácidos grasos, vitaminas, tocoferoles, micronutrientes como hierro y calcio pueden ser alterados en su estructura, al momento de la producción del alimento o proporcionarles a éstos olores y/o sabores indeseados a la hora de ser consumidos.

La deficiencia de hierro es la primera causa de deficiencia nutricional en el mundo. La adición de hierro, por ejemplo, a la leche o a productos lácteos podría ser eficaz para aumentar la ingesta dietética de éste.
La sal soluble de hierro más utilizada es el
sulfato ferroso dado que posee bajo costo y una alta disponibilidad, sin embargo, estas pueden reducir la calidad y el tiempo de conservación debido a su potencial oxidativo, malos sabores, cambios de color, etc.(Xia, S. 2005).

 

El uso de liposomas es una solución prometedora para la incorporación de estos compuestos bioactivos y micronutrientes a los alimentos. Los liposomas son vesículas esféricas microscópicas compuestas de lípidos polares como los fosfolípidos los cuales permiten la encapsulación de diferentes materiales.
El sulfato ferroso microencapsulado con lecitina posee la misma biodisponibilidad que el sulfato ferroso pero tiene la ventaja de que al ser recubierto con un fofolípido de membrana el hierro se encuentra separado de la matriz del alimento y no afectar la calidad de este. Por tal motivo la incorporación de sulfato ferroso microencapsulado podría ser utilizado para la fortificación de alimentos (Zariwala, M. 2013).

Así mismo, la nanotecnología permite la formación de cápsulas con compuestos con propiedades antioxidantes y antimicrobianas para prevenir el deterioro de alimentos. El desarrollo microbiano y la oxidación de lípidos son dos de las principales causas del deterioro de algunos alimentos. Una de las formas de controlar este tipo de deterioro es la incorporación de antioxidantes y antimicrobianos a los alimentos susceptibles de sufrir este tipo de fenómeno. Las microcápsulas selladas de antimicrobianos y antioxidantes pueden liberar sus contenidos dentro de los alimentos a velocidades controladas y prevenir así su deterioro.

En la actualidad los probióticos, alimento que además de nutrir generan innumerables beneficios para la salud, están ganado un lugar dentro de la dieta diaria (Hinestroza, L. 2008). Los podemos encontrar en forma de suplementos dietéticos y productos lácteos fermentados, pero estos presentan problemas con la viabilidad y funcionalidad de los probióticos. La pobre supervivencia de los probióticos en estos productos y en el tracto gastrointestinal es afectada por un grupo de factores, debido a las condiciones ambientales, tecnológicas y gastrointestinales. En este sentido la microencapsulación como estrategia, para mejorar la viabilidad de los probióticos en los productos y durante su paso por el tracto gastrointestinal, está siendo muy estudiada.

El Programa de la Universidad Nacional de Quilmes

La microencapsulación de micronutrientes para la fortificación de alimentos es una
tecnología que, en los últimos años, se está usando frecuentemente. El Programa de investigación radicado en el Departamento de Ciencia y Tecnología de la Universidad Nacional de Quilmes tiene como propuesta de investigación estudiar materiales poliméricos biofuncionales nano estructurados y pretende ahondar en los conocimientos sobre los materiales obtenidos, a través de herramientas biofísicas de mayor resolución y sensibilidad, que permitan estudiar detalles estructurales en la escala nanométrica. Este nuevo conocimiento permitirá generar aplicaciones tecnológicas noveles en el campo de la biotecnología e industrias derivadas relacionadas.

bio nanotecnología de alimentos

El programa de investigación se focaliza en estudios biofísicos de sistemas nano-estructurados naturales y sintéticos, en base a moléculas de origen orgánico y/o biológico para desarrollar aplicaciones biotecnológicas en el campo de la salud, industria farmacéutica y alimentaria.

El Programa incluye un proyecto sobre desarrollo e investigación de aditivos alimentarios que se incorporan en alimentos. En este área se lograron obtener vectores liposomales efectivos en proteger y mantener la actividad antioxidante de vitaminas E y C. Dichos vectores fueron agregados exitosamente en leches y jugos sin modificación de propiedades organolépticas de los mencionados alimentos. (Marsanasco, M. 2015 (1) y (2)).En base a la experiencia adquirida en el desarrollo del Programa se pretende desarrollar microencapsulados que incorporen a alimentos diferentes compuestos de hierro y calcio,
antioxidantes y antimicrobianos de origen
natural para mejorar la conservación de estos.


* Profesora Dra. Emilse Verónica Padin
(Universidad Nacional de Quilmes)
emilsepadin@gmail.com

 

Bibliografía

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en el procesamiento-packaging de los alimentos.
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– Hinestroza-Córdoba, L. y Lópes-Malo, A. 2008. Técnicas
de encapsulación de microorganismos probióticos
con polimeros. Temas Selectos de Ingeniería en
Alimentos, 2, 28-35.
– Marina Marsanasco, Valeria Calabró, Barbara Piotrkowski,
Nadia S. Chiaramoni and Silvia del V. Alonso 2015 (1)
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– Marina Marsanasco, Bárbara Piotrkowski, Valeria
Calabró, Silvia del Valle Alonso y Nadia S. Chiaramoni.
2015 (2) Bioactive constituents in liposomes
incorporated in orange juice as new functional food:
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– Parra Huertos, R. 2010. Revisión: Microencapsulación de
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– Pérez-Leonard Heidy, Gloria Bueno-García, María
Antonieta Brizuela-Herrada, Keyla Tortoló-Cabañas,
Cristina Gastón-Peña, 2013. Microencapsulación: una
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– Stadler, T. y Buteler, M. 2016. Avances en el control
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rayana Somavarapub,, Derek Renshawa, 2013. A novel
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of Pharmaceutics 456, 400– 407.