Evaluación de materiales mesoporosos de sílice para la encapsulación de dialil disulfuro

Abstract

[ES] El ajo es un alimento de sobra conocido que entre otras presenta propiedades biocidas, elprincipal compuesto responsable de este efecto, es el dialildisulfuro; el cual es termo y fotolábil y uno de los responsables del característico aroma del ajo. Razones que limitan el uso del ajo como biocida natural dentro de la formulación de nuevos productos. Con el fin de aprovechar el potencial antimicrobiano de los compuestos presentes en el ajo, se propone encapsular el dialil disulfuro, empleando un sistema de liberación controlada basado en materiales mesoporosos de sílice. Las particulas mesoporosas de sílice han demostrado ser excelentes sistemas de encapsulación, debido no sólo a su elevada área superficial si no a las características de la superficie, que permiten diseñar sistemas moleculares fácilmente anclables que controlan la liberación del compuesto encapsulado, como respuesta a un estimulo especifico. Adicionalmente, estos sistemas han mostrado un efecto de protección tanto de la luz como de las altas temperaturas; y estudios preliminares han señalado un posible efecto de enmascaramiento de olor, debido al recubrimiento que se emplea. El objetivo del proyecto es optimizar el sistema de cargado y liberación del dialil disulfuro, a la vez que se evalúa su estabilidad como agente biocida. Para ello, se emplearan microparticulas de sílice recubiertas con un sistema de poliaminas que actua en función del cambio del pH. Este sistema mantiene el compuesto encapsulado mientras el pH del medio es ácido, y permite su salida, cuando el pH cambia a 7.0.

[EN] The use of new materials for food applications and the antimicrobial potential of different compounds open a new and interesting research area. Recent studies on mesoporous silica-based materials (MSP) have shown them as interesting carriers, MSP are able to perform controlled release of substances, and preserve compounds from light and high temperatures. These features are interesting to encapsulate labile compounds. This project evaluated the release of diallyl disulphide (DADS), garlic derived biocide. Aiming to identify an optimal loading and release system of DADS two different materials were used, MCM-41 and SBA-15. Finally, to ensure the biocide activity of the encapsulated compound, an analysis of its antimicrobial effects was performed on E coli. This research identified an optimal material and loading system for DADS. Otherwise, the antimicrobial activity of DADS was confirmed in both encapsulated and free form. E. coli growth was completely inhibited beyond 50 mg/mL of DADS. This project opens up an interesting study of bacterial control with encapsulated compounds, however, it is necessary to revaluate the system to solve the drawbacks encountered.

[CA] Amb l'auge dels aliments funcionals, l'ús de nous materials i el potencial dels compostos biocides, s'obri una interessant àrea d'investigació i desenvolupament per a la indústria alimentària. Recents estudis mostren que l'ús de materials mesoporosos de sílice (MSP), a més de ser interessants suports d'encapsulació, oferixen possibilitats d'alliberament controlat, protecció a compostos termo o fotolàbils, al mateix temps que poden arribar a emmascarar olors. Estes característiques resulten atractives per a l'ús de compostos làbils o amb fortes característiques sensorials. Este projecte va avaluar l'alliberament de dialil disulfur (DADS), derivat de l'all, amb reconeguda activitat biocida. A fi d'identificar el sistema òptim de carregat i alliberament del DADS, es van usar dos diversos materials de sílice mesoporosa: MCM-41 i SBA-15. Finalment, per assegurar l'activitat biocida del compost després de l'encapsulació, es va avaluar la seua capacitat antimicrobiana. Per mitjà d'este projecte, va ser possible identificar un material i un sistema de carregat que va permetre un òptim alliberament del compost encapsulat. L'avaluació de l'activitat antimicrobiana del DADS, tant en solució com encapsulat es va avaluar sobre un cep E. Coli K12. Emprant DADS lliure en concentracions superiors a 50mg/ml es va aconseguir una completa inhibició, mentres que l'alliberament de DADS encapsulat va aconseguir una disminució de dos unitats logarítmiques del creixement del bacteri. Este projecte obri les portes a un interessant estudi de control bacterià amb compostos encapsulats. No obstant aixó, és necessari reavaluar i optimitzar el sistema proposat, de manera que s'aconseguisca controlar els inconvenients que es va presentar al llarg del projecte.