Nanotecnología en Bioextracto

Introducción.

En los últimos años ha proliferado el desarrollo de nuevos productos gracias a los avances tecnológicos producidos en disciplinas como la química, farmacología, tecnología de alimentos, ingeniería química, etc. Estos avances nos han permitido dar respuesta a las crecientes demandas de los consumidores de productos innovadores, más cómodos de usar, más seguro y más agradable desde el punto de vista organoléptico. Por ejemplo, se puede destacar el creciente interés en el desarrollo de ingredientes funcionales que muestran los consumidores y las empresas productoras de alimentos. Estos ingredientes se caracterizan por estar presentes en los alimentos naturales convencionales y brindar beneficios para la salud cuando su proporción se incrementa o se incorpora a productos en los que no existían de forma natural. De esta forma, en BIOEXTRACTO se van desarrollando paulatinamente nuevos productos, por ejemplo: leche con omega-3, yogures con esteroles vegetales, jugos enriquecidos en vitaminas, galletas con minerales y aminoácidos, etc. Una de las dificultades de desarrollar nuevos productos alimenticios como estos radica en el modo de incorporación y dosificación de nuevos ingredientes, además de la alteración de sabores. En algunos casos, se trata de sustancias que pueden verse alteradas por las condiciones ambientales, lo que puede hacer que pierdan funcionalidad (por ejemplo, oxidación de omega-3, degradación por pH o temperatura de aminoácidos y vitaminas).

La encapsulación de estos componentes beneficiosos para la salud, brinda protección a sus principios activos sensibles a factores externos. Por tanto, en este contexto, la encapsulación ha despertado un interés creciente en los últimos años dada su capacidad para conferir elevados beneficios a diversas sustancias para ser utilizadas en múltiples sectores, como lo demuestra el trabajo que poco a poco va apareciendo sobre el tema. La aplicación de la microencapsulación se extiende a campos tan diversos como la alimentación, la agricultura, la cosmética y la farmacia. En las industrias alimentarias, los ingredientes con propiedades complejas tienen cada vez más demanda, lo que en ocasiones solo se puede conseguir aplicando procesos de microencapsulación. El hecho de avanzar en tecnología hacia una escala aún menor, como la nanoencapsulación, nos permite en BIOEXTRACTO aportar nuevas ventajas a estos productos encapsulados, mejorando la absorción del principio activo, protección frente a factores externos, como luz, oxígeno, pH, o presencia de radicales libres; mejorar la liberación controlada en el momento y lugar deseados; incorporando modificaciones en el estado de agregación aparente de sustancias volátiles, estabilidad durante el almacenamiento o mejora de las cualidades organolépticas y funcionales de los productos alimenticios.

Algunos ejemplos del potencial de esta tecnología podrían ser, por ejemplo, productos que cambian de sabor, sistemas que cambian de color o el desarrollo de alimentos con sabores y aromas más estables a lo largo del tiempo. Por otro lado, las tecnologías de nanoencapsulación pueden ser una herramienta muy útil en el desarrollo de nuevos productos funcionales y en la mejora de sus vías de absorción. Desde un punto de vista global, las tendencias generales detectadas en el mercado apuntan a los ingredientes encapsulados entre los productos con una demanda creciente. Esta demanda se deriva de las ventajosas propiedades que el encapsulado aporta a las sustancias, entre las que, como se ha dicho anteriormente, la facilidad de manipulación y dosificación, la protección frente a agentes externos, el enmascaramiento de características no deseadas en el producto final, la liberación controlada en el momento y lugar deseado. , o la disminución de la cantidad necesaria para un efecto dado.

Identificación de sustancias o moléculas alimentarias de interés en procesos de encapsulación a nanoescala.

En BIOEXTRACTO la selección del método más adecuado depende en gran medida de aspectos como: el tamaño medio de partícula a alcanzar, las propiedades fisicoquímicas del agente encapsulante, la sustancia a encapsular, las aplicaciones del material encapsulado, el mecanismo de liberación deseado y los costos asociados con el nivel de producción requerido.

A nivel general, dependiendo de su función en el organismo, los productos encapsulados pueden dividirse en las siguientes categorías principales: sustancias esenciales para el organismo; aceites y grasas cuyo aporte a la dieta aporta beneficios para la salud; extractos y compuestos de hierbas con propiedades bioactivas; y finalmente, ingredientes que aportan sabores específicos y otros ingredientes alimentarios con diversas propiedades como las enzimas.

Identificación de sustancias de revestimiento.

Las sustancias de revestimiento deben funcionar primero como estabilizadores del material del núcleo, no reaccionar con él ni deteriorar su contenido

Los materiales de encapsulación generalmente forman películas protectoras, deben ser flexibles, insípidos, no higroscópicos, solubles en agua y tener una transición de fase fácilmente alcanzable. Existe una amplia variedad de materiales encapsulantes, lo que permite seleccionar aquellos que aporten las propiedades deseadas, ya que se pretende que trabajen en condiciones de solubilidad en medio acuoso o en medio lipídico; disolver fundir o romper el material encapsulante en el momento de la liberación, o dar la textura deseada al aditivo. Suelen ser sustancias naturales o derivadas de productos naturales como: carbohidratos, gomas, lípidos y ácidos grasos, ceras, proteínas, péptidos, celulosa o materiales inorgánicos.

 Alternativas tecnológicas de encapsulación de aditivos alimentarios y moléculas a escala nanométrica.

Dependiendo de la naturaleza de las sustancias y de las necesidades del producto, en BIOEXTRACTO se puede aplicar uno u otro proceso de miro o nanoencapsulación. Cada proceso se basa en una serie de diferentes mecanismos de encapsulación, requiere la intervención de distintas variables de proceso y hace uso de diferentes instalaciones y equipos para que el proceso se lleve a cabo en óptimas condiciones. Dado que los métodos de microencapsulación pueden clasificarse según las diferentes necesidades según el tipo de aplicación requerida, en BIOEXTRACTO se han desarrollado diferentes tecnologías para el encapsulado de moléculas activas desde la escala micrométrica hasta la nanométrica para cumplir con estos requisitos. En ocasiones las técnicas nos generan directamente nanopartículas encapsuladas como liposomas y micelas, en otras ocasiones es necesario generar primero nanopartículas que luego serán encapsuladas. En determinadas ocasiones, puede ser mejor desarrollar micelas regulares o invertidas, o hacer uso de una serie de proteínas con características fisicoquímicas específicas definidas por BIOEXTRACTO, capaces de formar nanopariclos.

Dependiendo del tipo de proceso, en nuestras manos los métodos de encapsulación se han clasificado en métodos físicos, químicos y mixtos:

- Los métodos físicos son aquellos procesos que se rigen principalmente por leyes físicas como el recubrimiento por pulverización, la extrusión y el secado por pulverización.

- Los métodos químicos como la polimerización interfacial y la inclusión molecular se rigen principalmente por leyes químicas.

- En procesos fisicoquímicos o mixtos como la coacervación múltiple, la coacervación compleja o el atrapamiento de liposomas, son importantes tanto los fenómenos químicos como los físicos.

Pronóstico.

Durante los últimos quince años, ha habido un gran aumento de la actividad investigadora centrada en la nanotecnología como resultado de haber adquirido la capacidad de medir, manipular y organizar la materia a escala nanométrica. Según un estudio realizado por Helmut Kaiser Consultancy hace unos años, el mercado de nanoalimentos podría crecer de 2.600 millones de dólares a 20.400 millones de dólares en tan solo diez años. La misma fuente indicaría que las ventas de productos derivados de la nanotecnología a los sectores de alimentación y bebidas pasaron de alrededor de 150 millones de dólares a 860 millones de dólares en tan solo diez años.

Teniendo en cuenta este tipo de previsiones, y aunque la aplicación de la nanotecnología es relativamente nueva en el sector alimentario en comparación con otros sectores como el farmacéutico, cosmético o de nuevos materiales, las aplicaciones de la nanotecnología en este sector están encaminadas a aportar una amplia variedad de beneficios para el consumidor, contribuyendo al mismo tiempo al desarrollo de ciencia de vanguardia dentro de la industria alimentaria.