Microencapsulación de emulsiones de pickering, de aceite de café tostado y quitosano, mediante spray-drying y liofilización: efecto sobre la microestructura y la bioaccesibilidad in vitro de los compuestos bioactivos

Abstract

[ES] El principal objetivo de este trabajo es estudiar el impacto de la microencapsulación, por dos métodos: spray-drying y liofilización, de emulsiones de Pickering, constituidas por aceite de café tostado y nanopartículas de quitosano, sobre la microestructura de las microcápsulas y la bioaccesibilidad in vitro de los compuestos bioactivos del aceite. Para obtener las emulsiones de Pickering de aceite de café tostado se empleó quitosano (CS) previamente modificado por dos métodos diferentes, la gelificación iónica, usando tripolifosfato (TPP) como agente de entrecruzamiento, y la desprotonación. Posteriormente, las emulsiones de Pickering se microencapsularon mediante spray-drying o liofilización. La microestructura de las microcápsulas obtenidas por spray-dryingy liofilización se estudió por microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM). Para los estudios de bioaccesibilidad se determinó el contenido en compuestos fenólicos totales y la capacidad antioxidante, por los métodos de FRAP y DPPH, del aceite de café tostado durante la digestión in vitro de las microcápsulas obtenidas por los dos métodos de microencapsulación. Los resultados mostraron que la microencapsulación por spray-drying mantuvo la estructura globular del aceite mejor que la liofilización. Si se comparan los dos métodos de microencapsulación, el spray-drying es el que favoreció en mayor medida la bioaccesibilidad in vitro de los compuestos bioactivos del aceite de café tostado tanto emulsionado como sin emulsionar. El proceso de microencapsulación por liofilización produjo valores de bioaccesibilidad in vitro de los compuestos bioactivos del aceite de café tostado, más elevados en el aceite emulsionado que sin emulsificar; estos valores fueron superiores cuando el aceite se emulsionó con CS por el método de desprotonación.

[ EN] The main objective of this work is to study the impact of microencapsulation of roasted coffee oil in Pickering emulsions with chitosan nanoparticles, using two different methods: spray-drying and freeze-drying, on the microstructure of the microcapsules and in vitro bioavailability of the bioactive compounds of roasted coffee oil. Chitosan (CS) was previously modified by two different methods, ionic gelation, using tripolyphosphate (TPP) as crosslinking agent, and deprotonation, and then used to obtain the roasted coffee oil Pickering emulsions. Subsequently, the Pickering emulsions were microencapsulated by spray-drying or freeze-drying. The microstructure of the microcapsules obtained by spray-drying and freeze-drying was studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM). For bioavailability studies, the content of total phenolic compounds and the antioxidant capacity, by FRAP and DPPH, of roasted coffee oil during in vitro digestion of microcapsules obtained by the two microencapsulation methods were determined. The results showed that microencapsulation by spray-drying maintained the globular structure of the oil better than freeze-drying. Comparing the two microencapsulation methods, spray-drying produced the greatest increase in in vitro bioavailability of the bioactive compounds in roasted coffee oil, in both emulsified and non-emulsified oil. The microencapsulation process by freeze-drying produced in vitro bioavailability values of the bioactive compounds of roasted coffee oil, higher in the emulsified oil than in the non-emulsified oil; these values were higher when the oil was emulsified with CS by the deprotonation method.