Effect of chia mucilage addition on oxidation and release kinetics of lemon essential oil microencapsulated using mesquite gum – chia mucilage mixtures
Los científicos que trabajan en el desarrollo de alimentos se enfrentan a constantes fluctuaciones en los costos de aditivos dependiendo de su origen y biodisponibilidad, es por ello que se encuentran en una búsqueda constante de nuevos aditivos obtenidos de fuentes alternativas, con propiedades funcionales específicas, biodisponibles y de bajo costo. En ese sentido, los mucílagos surgen como alternativas a gomas ampliamente usadas por la industria alimentaria (e.g. goma arábiga) debido a sus propiedades funcionales como agentes emulsionantes, espumantes, espesantes y encapsulantes. Tanto el mucílago de nopal (MN) como el mucílago de chía (MC) son obtenidos a partir de materias primas altamente producidas en México, por lo que la aplicación de estos mucílagos podría promover el aprovechamiento, e incluso, el incremento en la producción de nopal y semilla de chía, lo cual traería enormes beneficios para los productores de estas materias primas. Por otro lado, los compradores de materias primas de importación se verían beneficiados al encontrar aditivos alternativos producidos en el país probablemente a menor costo. En esta investigación el MN y el MC serán mezclados con goma de mezquite (GM), que también es producida en México, con la finalidad de encontrar posibles efectos sinérgicos que mejoren las propiedades de los biopolímeros individuales. Cabe destacar que no existen estudios previos sobre las interacciones de mezclas GM – mucílago. Las mezclas GM - mucílago serán evaluadas respecto a sus propiedades emulsionantes a través de métodos como la medición de la capacidad y estabilidad emulsionante y el índice de emulsionamiento E24, posteriormente se formularán emulsiones y se obtendrán microcápsulas de aceite esencial de limón (AEL) cubiertas con mezclas GM - mucílago donde las características de las emulsiones serán relacionadas con las características finales de las microcápsulas. Los resultados positivos en características deseables de las microcápsulas como mayor retención y protección del AEL contra la oxidación contribuirán a promover el uso de nuevos sistemas de aditivos GM - mucílago como materiales de pared con alta funcionalidad en la microencapsulación de aceites, de esta manera, se incrementará la aplicación de mucílagos como aditivos en la industria alimentaria.Lemon essential oil (LEO) emulsions were prepared using mesquite gum (MG) - chia mucilage (CM) mixtures (90-10 and 80-20 MG-CM weight ratios) and MG as control sample, LEO emulsions were then spray dried for obtaining the respective microcapsules. LEO emulsions were analyzed by mean droplet size and apparent viscosity, while microcapsules were characterized through mean particle size, morphology, volatile oil retention (≤51.5%), encapsulation efficiency (≥96.9%), as well as oxidation and release kinetics of LEO. The LEO oxidation kinetics showed that MG-CM 90-10 and 80-20 microcapsules displayed maximum peroxide values of 91.6 and 90.5 meq hydroperoxides kg-1 of oil, respectively, without significant differences between them (p>0.05). MG-CM microcapsules provided better protection to LEO against oxidation than those formed with MG; where the oxidation kinetics were well adjusted to zero-order (r2≥0.94). The LEO release kinetics from microcapsules were carried out at different pH (2.5 and 6.5) and temperature (37°C and 65°C) and four mathematical models (zero-order, first-order, Higuchi and Peppas) were used to evaluate the experimental data; the release kinetics indicated that the 80-20 MG-CM microcapsules had a longer delay in LEO release rate, followed by 90-10 MG-CM and MG microcapsules, hence, CM addition in MG-CM microcapsules contributed to delay the LEO release rate. This work clearly demonstrates that use of a relatively small amount of CM mixed with MG improves oxidative stability and delays the release rate of encapsulated LEO regarding MG microcapsules, therefore, MG-CM mixtures are interesting additives systems suitable for being applied in food industry.CONACy
