Estudio del efecto de complejos biopoliméricos en la estabilización y propiedades funcionales de emulsiones múltiples conteniendo hierro biglicinado

Considerando la importancia que tiene el hierro en la biosíntesis de moléculas vitales (hemoglobina, miohemoglobina, enzimas metabólicas, etc.), hay una tendencia creciente a enriquecer la dieta con hierro. Entre las fuentes de hierro utilizadas, el hierro biglicinado tiene mejor potencial como fort...

ver descrição completa

Detalhes bibliográficos
Autor: RUBEN JIMENEZ ALVARADO
Formato: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2010
País:México
Recursos:Universidad Autónoma Metropolitana
Repositorio:Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa
Idioma:español
OAI Identifier:oai:bindani.izt.uam.mx:1c18df96k
Acesso em linha:https://doi.org/10.24275/uami.1c18df96k
Access Level:acceso abierto
Palavra-chave:info:eu-repo/classification/LEM/Biopolímeros
info:eu-repo/classification/LEM/Emulsiones
info:eu-repo/classification/LEM/Hierro biglicinado
info:eu-repo/classification/LEM/Biotechnology
info:eu-repo/classification/LEM/Biotecnología
info:eu-repo/classification/LEM/Iron
info:eu-repo/classification/LEM/Biopolymers
info:eu-repo/classification/LEM/Emulsions
info:eu-repo/classification/cti/6
Descrição
Resumo:Considerando la importancia que tiene el hierro en la biosíntesis de moléculas vitales (hemoglobina, miohemoglobina, enzimas metabólicas, etc.), hay una tendencia creciente a enriquecer la dieta con hierro. Entre las fuentes de hierro utilizadas, el hierro biglicinado tiene mejor potencial como fortificante para alimentos debido a su nivel de absorción en el intestino, y que esta absorción no se ve disminuida por precipitación ni por su unión con otras moléculas. Sin embargo, el hierro biglicinado aumenta en mayor grado la oxidación de ácidos grasos insaturados en comparación con otros fortificantes. Otro inconveniente es su inestabilidad, debido a que es oxidado a su forma férrica. Dicho inconveniente puede ser atenuado mediante su encapsulación en una emulsión. Por ese motivo, en este trabajo se entrampó una solución acuosa de hierro biglicinado en la fase acuosa interna (W1) de una emulsión múltiple (W1/O/W2). Se formuló una emulsión primaria (W1/O) la cual contuvo 15% (p/p) de hierro biglicinado, equivalente a una fracción másica de fase dispersa () de 0.5 constituida por una solución acuosa de hierro biglicinado al 30% de sólidos. Se seleccionaron los tensoactivos adecuados para estabilizar a la emulsión W1/O en base al valor de su balance hidrófilo lipófilo (HLB), y se determinó la concentración y proporción de tensoactivos más adecuados para estabilizar a la emulsión W1/O, encontrándose que la emulsión W1/O más estable fue la estabilizada con una mezcla de Grindsted PGPR 90:Panodan SDK (proporción 6:4) con una concentración total de tensoactivos de 10% (p/p). La emulsión primaria fue reemulsificada para preparar la emulsión múltiple W1/O/W2, la cual contuvo una fracción másica de fase dispersa de 0.2. Se establecieron los valores de pH a los cuales existía interacción electrostática entre la proteína (concentrado de proteína de suero de leche (WPC)) y los polisacáridos probados (goma arábiga (GA), goma de mezquite (MG), y pectina de bajo metoxilo (LMP)) para formar complejos biopoliméricos. Se encontró que hay un valor de pH donde existe la máxima diferencia estequiométrica de cargas electrostáticas entre proteína y polisacárido (pHE), y que este valor de pH coincide con el pH al cual se obtuvo el máximo rendimiento de coacervado (pHC) para cada complejo proteína:polisacárido (Pr:Ps) probado, siendo igual a 3 para el sistema binario WPC:GA, 3.5 para el sistema WPC:MG, y 3.0 para el sistema WPC:LMP. Se evaluaron diferentes concentraciones y proporciones entre biopolímeros en solución acuosa para determinar cuáles producían el mayor rendimiento de coacervado. Se encontró que una proporción Pr:Ps igual a 2:1 produjo el mayor rendimiento de coacervado para los tres sistemas binarios. La concentración total de biopolímeros a la cual se obtuvo el máximo rendimiento de coacervado varió para cada sistema binario, encontrándose que era necesaria una concentración total de biopolímeros de 5% (p/p), para los sistemas WPC:GA y WPC:MG, y de 0.7% (p/p) para el sistema WPC:LMP. Se formularon emulsiones W1/O/W2 en base a los resultados obtenidos de interacción entre biopolímeros y rendimiento de coacervado. Se determinaron las cinéticas de coalescencia de las emulsiones múltiples, siguiendo el cambio en el tamaño de partícula (d3,0) en el tiempo, encontrándose que la emulsión W1/O/W2 estabilizada con WPC:MG presentó tamaños de gota más pequeños (2.05 m), y menor tasa de coalescencia (7.09 x 10-7 s-1). Se evaluó el efecto protector de las emulsiones múltiples contra la oxidación del hierro biglicinado, encontrándose una mejor protección contra la oxidación del hierro biglicinado (29.75% Fe3+) proporcionada por la emulsión W1/O/W2 estabilizada con WPC:MG. Se determinaron las cinéticas de liberación de hierro biglicinado desde W1 hacia W2 en las emulsiones múltiples, y los datos experimentales fueron ajustados a siete diferentes modelos cinéticos de liberación, siendo el modelo de Higuchi el que mejor ajustó a los datos experimentales. Se encontró una tasa de liberación de hierro biglicinado más lenta desde W1 hacia W2 (KH = 0.69 mg mL-1 min-0.5 en las primeras 24 horas y KH = 0.07 mg mL-1 min-0.5 para los siguientes 19 días de almacenamiento, siendo KH la constante cinética de liberación del modelo de Higuchi) en la emulsión múltiple estabilizada con WPC:MG. Se evaluaron las propiedades reológicas de las emulsiones múltiples W1/O/W2 encontrándose que todas las emulsiones presentaron un comportamiento reoadelgazante, y que la emulsión estabilizada con el sistema binario WPC:LMP presentó un carácter más elástico (G ́ > G ́ ́) lo cual dio como resultado una emulsión con mayor tamaño de partícula y mayor polidispersidad debido a que ofreció mayor dificultad para la redispersión de la emulsión primaria, siendo por consecuencia menos estable. Se obtuvieron mejores resultados en cuanto a eficiencia de encapsulación, protección contra la oxidación, y tasas de liberación más lentas de hierro biglicinado conforme aumentó el peso molecular del polisacárido que formó al complejo proteína:polisacárido. De acuerdo a estos resultados, el factor que probablemente afectó en mayor medida la funcionalidad global de las emulsiones múltiples fue el grosor del complejo adsorbido alrededor de las gotas de aceite en las emulsiones W1/O/W2. Dicho grosor fue determinado indirectamente midiendo el diámetro z-promedio de los complejos, resultando que el valor mayor (529.4 nm) fue encontrado para el complejo WPC:MG.

Registos relacionados