Nanoarcillas empleadas como sistemas de encapsulación y liberación controlada: Caracterización y efecto de su incorporación en las propiedades de geles de gelatina

Abstract

[ES] El diseño de nuevos alimentos funcionales con declaraciones nutricionales y/o de salud requiere a menudo la encapsulación, protección y posterior liberación controlada de moléculas bioactivas. Entre los sistemas de encapsulación más novedosos, las nanoarcillas laminares están recibiendo gran atención debido a su capacidad para encapsular gran cantidad de un compuesto activo y liberarlo controladamente al medio. El objetivo de este estudio es caracterizar tres tipos de nanoarcilla (montmorillonita, hectorita y saponita) y evaluar el impacto de la incorporación de dichas partículas, tanto desnudas como funcionalizadas con aminas, en geles de gelatina. Por una parte, se caracterizaron las arcillas de acuerdo a su morfología, distribución de tamaño de partícula y potencial zeta, observándose que la funcionalización con aminas modificó la carga superficial de las partículas. Por otra parte, las propiedades reológicas de los geles fueron evaluadas mediante ensayos oscilatorios con barrido de temperatura. Los resultados han demostrado que la adición de las partículas tanto desnudas como funcionalizadas a un 1% de concentración no modifican la temperatura de gelificación del gel al cual se añade, ni tampoco las propiedades viscoelásticas del gel resultante cuando las partículas están funcionalizadas con aminas. De esta manera, su incorporación como sistemas de liberación controlada no modificarían significativamente estas propiedades del alimento al cual se añadieran.

[EN] The design of new functional foods with nutritional and/or health claims often requires the encapsulation, protection and subsequent controlled release of bioactive molecules. Among the most novel encapsulation systems, laminar nanoclays are receiving great attention due to their ability to encapsulate a large quantity of an active compound and release it in a controlled way to the medium. The objective of this study is to characterize three types of nanoclays (montmorillonite, hectorite and saponite) and to evaluate the impact of their incorporation, both nude and functionalized with amines, in gelatin gels. On the one hand, nanoclays were characterized according to their morphology, particle size distribution and zeta potential, observing that functionalization with amines modified the surface charge of the particles. On the other hand, the rheological properties of the gels were evaluated by oscillatory tests with temperature sweep. The results have shown that the addition of both naked and functionalized particles at a 1% concentration does not modify the gelation temperature of the gel to which it is added, nor the viscoelastic properties of the resulting gel when the particles are functionalized with amines. In this way, their incorporation as controlled release systems would not significantly modify these properties of the food in which they could be added.

[CA] El disseny de nous aliments funcionals amb declaracions nutricionals i/o de salut requereix sovint l´encapsulació, protecció i posterior alliberament controlat de molècules bioactives. Entre els sistemes d´encapsulació mes nous, les nanoargiles laminars estan rebent gran atenció a causa de la seua capacitat d´encapsular gran quantitat d´un compost actiu i alliberar-lo controladament al medi. L´objectiu d´aquest estudi és caracteritzar tres tipus de nanoargiles laminars (montmotillonita, hectorita i saponita) i avaluar l´impacte de la incorporació de dites partícules, tant nues com funcionalitzades amb amines, en gels de gelatina. Per una banda es caracteritzaren les argiles d´acord amb la seua morfologia, distribució de tamany de partícula i potencial zeta, i es va observar que la funcionalització amb amines va modificar la càrrega superficial de les partícules. Per altra banda, les propietats reològiques dels gels es van avaluar amb assajos oscil·latoris amb rampa de temperatura. Els resultats han demostrat que l’addició de partícules tant nues com funcionalitzades a una concentració de 1% no modifiquen la temperatura de gelificació del gel al que s´afegixen, ni tampoc les propietats viscoelàstiques del gel resultant quan les partícules estan funcionalitzades amb amines. D´aquesta manera, la seua incorporació com sistema de alliberament controlat no modificaria significativament aquestes propietats del aliment al qual es podrien afegir.