Lo mejor del citrus, en dos milímetros

El Centro UTN QUIMOBI trabaja en la optimización de un método de encapsulación de aceites esenciales regionales que permita el máximo aprovechamiento de sus propiedades antimicrobianas.

Las cáscaras de todos los cítricos poseen una esencia aromática característica. Basta con pelarlos para que esta sustancia salga de las glándulas que la contienen y su olor impregne inevitablemente nuestras manos. Las fragancias deliciosas del limón, el pomelo, la lima, la naranja y la mandarina evocan siempre una sensación intensa de frescura y, al olerlas, nos provocan una leve y placentera sensación de cosquilla en la nariz. Por todo ello, no es de extrañar que diferentes procesos industriales intenten capturar esa fragancia y trasladarla a sus productos, ya se trate de jugos, gaseosas, golosinas, perfumes, cosméticos o productos de limpieza. Por si fuera poco, además de su agradable olor, está probado que las esencias y aceites esenciales provenientes del género citrus son calmantes del sistema nervioso; ayudan a despejar la mente y a sentirnos contentos y optimistas, por lo que también son recomendadas para todas aquellas personas que deban lidiar con trastornos como la ansiedad, el estrés o el insomnio. Desde hace años, la aromaterapia científica ha adoptado estos extractos por su fascinante acción terapéutica.  

La sustancia que le da ese olor característico a los cítricos se llama limoneno, y se extrae del aceite de las cáscaras de las frutas. Los aceites esenciales son mezclas de varias sustancias químicas biosintetizadas por las plantas que se encuentran en diferentes tejidos vegetales y contienen los principios volátiles de las mismas. Además de dotar a los cítricos de su codiciado aroma, de un tiempo a esta parte los científicos han puesto el foco en el potencial antimicrobiano de muchos de ellos, demostrando su efectividad contra bacterias y hongos y aportando, entre otras cosas, a la preservación de los alimentos.

Si bien podríamos pensar que todo producto con olor o sabor a limón, o a citrus, se hace justamente a base de limón, lo cierto es que el aceite esencial de pomelo contiene mucho más limoneno –alrededor de un 93%-, lo que lo convierte en un cítrico más atractivo para su extracción. El Centro UTN QUIMOBI (Química Orgánica Biológica), que desde hace años trabaja en diferentes métodos para identificar y utilizar los aceites esenciales de la flora chaqueña, se propone ahora desarrollar una técnica que permita “sacarle el jugo” al aceite esencial de pomelo y disfrutar al máximo de todas sus bondades.

Lo que sucede con estos aceites es que se trata de sustancias con gran volatilidad y tendencia a oxidarse, lo cual dificulta el pleno aprovechamiento de sus virtuosas propiedades, ya sea aromáticas o antimicrobios. Como bien apunta Gustavo Velasco, investigador del Centro UTN QUIMOBI y director del proyecto, “se trata de productos altamente inestables, por lo que el problema es el escalamiento: cómo hacer para conservar ese aceite, con las propiedades que encontramos en el laboratorio, en un desarrollo industrial”. Y la respuesta para ello es: microencapsulación.

La microencapsulación puede ser definida como una tecnología de “empaquetamiento” de materiales sólidos, líquidos o gaseosos, que permite mantener la estabilidad de los mismos, protegiéndolos de la acción de factores como el calor, la humedad y el oxígeno. Además, las microcápsulas pueden liberar sus contenidos a velocidades controladas bajo condiciones específicas. De esta manera, se crea una barrera que recubre el material y retarda las reacciones químicas con el medio que lo rodea, promoviendo un aumento en la vida útil del producto y la liberación gradual del compuesto encapsulado, facilitando además su manipulación.

Además de los aceites esenciales, hoy en día muchas sustancias son encapsuladas en partículas o microencapsuladas (perfumes, fertilizantes, probióticos, sabores volátiles) y la técnica es utilizada por diferentes industrias, como la alimenticia, farmacéutica o textil, para proteger sus productos frente a pérdidas nutricionales, para la liberación controlada en el tiempo de sustancias de interés (nutrientes, aromas, principios activos de fármacos, saborizantes), para darle estabilidad durante el almacenamiento o mejorar cualidades sensoriales. Por ejemplo, las famosas cápsulas de omega 3 procedente del aceite de chía o de pescado se hacen con esta tecnología.

Para obtener un producto encapsulado, el paso más importante es la selección del material de recubrimiento. Luego, el método de encapsulación se elige de acuerdo a la aplicación requerida, el tamaño de cápsula deseado, el material a encapsular, el costo y las propiedades físicas y químicas del material de recubrimiento elegido.

El agente encapsulante (o material pared) debe cumplir ciertos requisitos específicos: debe facilitar la formación de la película de interés, tener propiedad emulsionante; poseer una baja viscosidad y una baja capacidad de absorber humedad. Existe una gran variedad de materiales que cumplen estas condiciones y pueden ser utilizados como encapsulantes: gelatina, grasas, goma arábiga, ceras, almidón de trigo, maíz, arroz, papa, nylon, alginato de sodio, entre otros. Para este desarrollo en particular, los investigadores del Centro QUIMOBI trabajan con alginato de sodio, una sustancia química (hidrocoloide) que posee propiedades gelificantes, estabilizantes y espesantes, y que forma una matriz altamente versátil y no tóxica para la protección de componentes sensibles al calor, pH, oxígeno y luz, entre otros factores. Todo ello, sumado a su inocuidad y fácil manipulación, lo han convertido en uno de los encapsulantes más solicitados en el ámbito de la tecnología de alimentos. A éste se le añadirán en el laboratorio subproductos de la industria lignocelulósica, derivados de otro proyecto desarrollado por el Centro QUIMOBI , modificando la matriz con el fin de hacer más lenta la liberación controlada.

Existen también numerosos métodos de encapsulamiento, los que pueden ser divididos en procesos mecánicos (secado por aspersión, extrusión, lecho fluidizado, entre otros) y procesos químicos (coacervación, co-cristalización, gelificación). Como se mencionó anteriormente, la selección del método se realiza atendiendo al tamaño que se pretende para la cápsula, las propiedades fisicoquímicas del agente encapsulante, la sustancia a encapsular, las aplicaciones para el material microencapsulado, el mecanismo de liberación deseado y, por supuesto, el costo.

De acuerdo con el proceso que se elija, las matrices de encapsulación presentarán diversas formas (películas, esferas, partículas irregulares) y estructuras (porosas, compactas, cristalinas). En este caso puntual, para empaquetar aceite esencial de pomelo en una cápsula de alginato de sodio, en el laboratorio del Centro QUIMOBI se aplica un proceso que combina gelificación iónica externa (químico), acoplada a una extrusión (mecánico). El método consiste en formar una emulsión con el aceite esencial y el alginato sódico, que luego, mediante goteo, se deja caer sobre una solución de cloruro cálcico que se encuentra sometida a una velocidad de agitación adecuada. Cuando la gota de alginato sódico entra en contacto con el calcio se produce la gelificación instantánea de la misma, obteniéndose una membrana de alginato que es insoluble en agua, pero permeable. El resultado será una cápsula compacta, con forma esférica, de entre 1,5 y 2 milímetros de espesor.

Como etapas complementarias de la investigación se estudiará la eficiencia de encapsulación, midiendo las concentraciones de aceite residual, y se realizará el estudio de liberación prolongada o controlada del mismo.

“Las propiedades antimicrobianas del aceite de pomelo, con alto porcentaje de limoneno, pueden aprovecharse para preservar diferentes tipos de alimentos, y su aroma puede utilizarse en cremas y cosméticos, manteniendo su fragancia de manera sostenida en el tiempo”, precisa la ingeniera Mariel Cáceres. Además, una vez perfeccionada la técnica de encapsulado, podrá utilizarse con cualquier aceite esencial, posibilitando el aprovechamiento de sus propiedades.

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