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Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Facultad de Ingeniería Área AgroindustrialTaller Integrador III
1TEMA: MICROENCAPSULACIÓN DE ACEITE
ESENCIAL DE LA PLANTA Chrysactinia mexicana
MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN.
Presenta: González González Claudia Yazmín
Asesor: M.C. García Flores Dalia Abigail
Co-asesor: M.C. Macrina Beatriz Silva Cazáres
Noviembre/2018
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Aceites esenciales (AE)
Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles,generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, quecontienen las sustancias responsables del aroma de las plantas.
2
(Martínez, 2001)
http://care.aitalentum.com/los-aceites-
esenciales-usos-cosmeticos/
Propiedades bioactivas
de los AE.
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Los AE pueden contener entre 50 a 300 compuestos químicos
3
(Ruiz, 2015)
http://care.aitalentum.com/los-aceites-esenciales-usos-cosmeticos/
• Hidrocarburos terpénicos
• Alcoholes
• Aldehídos
• Cetonas
• Éteres
• Ésteres
• Compuestos fenólicos
Composición química
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Usos de los AE 4
Cosmética
• Aromatizante en diferentes preparaciones cosméticas (Perfumes, jabones y maquillajes)
Alimentos
• Licorería y confitería se suelen utilizar como aromatizantes.
Farmacéutica
• Principios activos
• Excipientes y aromatizantes en
la preparación de jarabes,
suspensiones, y otras formas
farmacéuticas
http://lafarmaciacentral.com/producto/pranarom-aromaron-
caramelos-emolientes-con-aceites-esenciales/
http://care.aitalentum.com/los-aceites-esenciales-usos-cosmeticos/
http://lafarmaciacentral.com/producto/pranarom-aromaron-
caramelos-emolientes-con-aceites-esenciales/
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Chrysactinia mexicana, contiene AE en la parte aérea. 5
(Cassani et al., 2015)
Reino: Plantae
Subreino: Tracheobionta
Filo: Magnoliophyta
Clase: Magnoliopsida
Subclase: Asteridae
Orden: Asterales
Familia: Asteraceae
Género: Chrysactinia
Descripción taxonómica. Distribución.
(Villaseñor et al., 2009)
Chrysactinia es un género de plantas
fanerógamas perteneciente a la familia de las
asteráceas. Es una planta olorosa que contiene
aceites esenciales en la parte aérea, es conocida
comúnmente como calanca, damianita, hierba de
San Nicolás o falsa damiana.
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Chrysactinia mexicana 6
(Cárdenaz et al., 2005)
Actividad antifúngica: Aspergillus Flavus.
Alto rendimiento en
extracción de
aceites esenciales.
Usada para curar
enfermedades
respiratorias e
infecciones en la piel.
Actividad antibacteriana: Streptococcus pneumoniae, Echerichia coli.
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Es el proceso que consiste en la generación
de pequeñas partículas en la que una
sustancia es rodeada con un material de
pared.
Microencapsulación 7
http://www.laboresala.com/fiches_huiles_e
ssentielles.html
(Roccia et al., 2014)
Métodos físicos: Secado por Aspersión
y lecho fluidizado.
Métodos físico-químicos:
Polimeración interfacial e inclusión
molecular.
Métodos químicos: Coacervación, polimeración y
gelificación iónica.
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Ventajas de la microencapsulación 8
(Roccia et al., 2014)
Disminuye la volatilidad
Protege de factores externos
Permite la liberación controlada
Facilita la manipulación del AE
Previene la reactividad
Tipos de núcleos
Sustancias activas: Fármacos, extractos
antioxidantes.
Vitaminas: A, B (B1, B2, B9, B12).
Aceites y ácidos grasos: Aceite esencial,
aceites de pescado, Omega 3.
Sabores y aromas alimentarios: Menta, fresa.
Perfumes y fragancias.
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El método mas utilizado es el secado por aspersión 9
(Ray et al., 2016).
Económica
Flexible
Continua
Fácil operación y control
Altas velocidades de secado
Tiempos de residencia cortos
Método ampliamente utilizado para
convertir soluciones, suspensiones o
emulsiones en polvos secos.
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Etapas de la microencapsulación
El proceso consiste en atomizar el material que se encuentra en estado líquido, yasea como solución o como dispersión, formándose al final finas gotas sobre unacorriente de gas calentado, cuando las pequeñas gotas del líquido toman contactocon el gas, y a una mayor temperatura, se produce una rápida evaporación delsolvente formándose una fina película del material de recubrimiento que seencuentra (Gharsallaoui et al., 2007).
10
Preparación de la emulsión
Homogenización
Atomización
(Parize et al., 2008).
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Tipos de materiales de pared 11
Categoría Material de pared Método de encapsulación
Carbohidratos Almidón, maltodextrina, quitosano,
dextrosa, almidón modificado,
clodextrina.
Secado por aspersión,
extrusión, coacervación,
inclusión.
Celulosa Carboximetilcelulosa, metil
celulosa.
Coacervación, secado por
aspersión
Gomas Goma acacia, agar, alignato de
sodio.
Emulsión. Secado por
aspersión
Lípidos Cera, parafina, cera de abejas. Emulsión, formación de
película de liposomas.
Proteínas Gluten, caseina, albumina Secado por aspersión,
emulsión.
(Flores., 2013).
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Material de pared AE encapsulado Aplicación Referencia
InulinaOrégano Conservación de
carne de res.
(Costa, 2013)
Maltodextrina Romero
Prevenir el deterioro
del color y / o la
oxidación de lípidos
en carne de res,
puerco y pollo.
(Fernandes, 2014)
Maltodextrina/
Goma arábigaAzafrán
Protección de
compuestos activos
en la exposición a
las condiciones
ambientales.
(Rajabi et al.,
2015)
Prevenir deterioro, el propósito de microencapsulación de algunos AE 12
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PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 13
¿Se conseguirá una encapsulación eficiente con la mezcla de
inulina/goma arábiga/maltodextrina, aplicando la técnica de
microencapsulación mediante secado por aspersión en aceite esencial
de Chrysactinia mexicana?
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 14
Los AE son altamente sensibles a sufrir
deterioro durante su almacenamiento y
procesamiento, debido a la exposición a
factores como la temperatura, la luz, la
oxidación y la pérdida volátil que afectan su
estabilidad y efecto biológico.
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JUSTIFICACIÓN 15
Debido a que los aceites esenciales son inestables y frágiles si no
están protegidos de factores externos, es importante encontrar una
alternativa que contribuya a su protección, para el mejoramiento de
su estabilidad y efecto biológico.
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JUSTIFICACIÓN 16
La técnica de microencapsulación mediante secado por aspersión
representa una alternativa con la capacidad de proteger los aceites
esenciales y alargar el tempo de vida útil. Además de permitir su fácil
manipulación, lo que mejorará su aprovechamiento y generará
nuevas aplicaciones.
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17HIPÓTESIS
Mezclas de inulina/goma arábiga/maltodextrina representan una
alternativa viable como material de pared para la encapsulación
eficiente del aceite esencial de Chrysactinia mexicana mediante
secado por aspersión.
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18OBJETIVO GENERAL
Evaluar la eficiencia de la encapsulación del aceite esencial de
Chrysactinia mexicana, mediante secado por aspersión utilizando mezclas
de inulina/ goma arábiga /maltodextrina a diferentes concentraciones.
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19
Obtener el extracto de aceite esencial de las partes aéreas de Chrysactinia
mexicana mediante destilación por arrastre de vapor de agua.
Realizar microencapsulación del aceite esencial por el método de secado por
aspersión.
Evaluar eficiencia de microencapsulación.
Establecer una mezcla óptima de inulina/ goma arábiga/ maltodextrina.
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Recolección en Municipio de Armadillo de los infante. 20
Ubicación Geográfica. Recolección por medio de poda al azar.
Selección del material vegetal.
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Preparación del material vegetal
Limpieza Selección Triturado
21
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22
Destilación mediante arrastre
por vapor de agua.
La relación que se utilizóde materia vegetal y aguadestilada fue de 1:4.
El tiempo de operaciónen el laboratorio fue de240 minutos por cada 500gr de muestra (hojas ytallos), a unatemperatura de 70-85 °C.
Extracción de aceite esencial
La extracción se realizó en el equipo de
extracción de aceites esenciales en el
Laboratorio de Investigación de la
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
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23Diseño de 10 mezclas de IN/ GA/ MD
Determinación de
mezcla optima
• Inulina/ goma arábiga/ maltodextrina
Diseño de mezcla
Diseño simplex con centroide
STATISTICA 7
Standard Run MD IN GA
2 0.000000 1.000000 0.000000
3 0.000000 0.000000 1.000000
8 0.166667 0.666667 0.166667
4 0.500000 0.500000 0.000000
6 0.000000 0.500000 0.500000
9 0.166667 0.166667 0.666667
10 0.333333 0.333333 0.333333
1 1.000000 0.000000 0.000000
5 0.500000 0.000000 0.500000
7 0.666667 0.166667 0.166667
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Preparación de la emulsión
24Emulsión, sustancia a microencapsular
Materiales de pared
Relación 1:10 Fase oleosa 1:4 Emulsión
Pesaje de los sólidos en
Balanza analítica
Agitación a 300 r.p.m.
10 min.
Reposo 4 ° C por 24 h
Emulsión
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Emulsión líquida a Polvo 25
Microencapsulación mediante secado por
aspersión
Calentamiento de airede entrada hasta 180 °C.
Alimentación de lasolución.
Intercambio de calor porconducción en la cámara desecado.
Colecta de las
Partículas.
Büchi Mini Spray Dryer B-290
Parámetros de operación
Alimentación de la solución
Cámara de secado
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26Evaluación de la microencapsulación
EE(%)=(TO-SO)/TO*100 SY (%)=Wm/Wo*100
Rendimiento en polvo (%)Eficiencia(%)
TO= Aceite total
SO= Aceite Superficial
Wm= peso total de
microcápsulas obtenido
Wo= sólidos totales de
entrada en la emulsión
(Roccia et al., 2013)
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Determinación del aceite superficial (SO), por diferencia de peso 27
Muestra de Polvo
500 mg
Se añadió 20 ml de éter de petróleo
Filtrado
Secado a 60° C hasta
peso constante
Calculo por diferencia de peso
Método descrito por (Campelo et al., 2013) con algunas modificacines.
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Mezcla 5 (GA/ MD), mayor rendimiento en polvo
Mezcla Composición (10g)
Polvo obtenido
(g)
Rendimiento en polvo
(%SY)MD IN GA
1 10.0032 0.0000 0.0000 3.5600 28.38
2 0.0000 10.0234 0.0000 - -
3 0.0000 0.0000 10.0056 2.8994 23.27
4 5.0023 5.0026 0.0000 3.2854 26.21
5 5.0184 0.0000 5.0365 4.6376 36.81
6 0.0000 5.0054 5.0343 4.1275 32.70
7 5.0653 1.6723 1.6742 3.3277 30.42
8 1.6723 6.6734 1.6756 3.0319 24.14
9 1.6743 1.6721 6.6749 1.2378 9.86
10 3.3323 3.3317 3.3346 1.4925 11.94
28
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Mezcla 5 (GA/ MD), mayor eficiencia de microencapsulación
81.5 83.15 82.6985.43
68.2
83.6
74.6479.89
83.29
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 3 4 5 6 7 8 9 10
Efi
cie
ncia
de m
icro
encapsu
lació
n
%SO
%EE
29
Mezcla
Composición (10g)
MD IN GA
1 10.0032 0.0000 0.00003 0.0000 0.0000 10.00564 5.0023 5.0026 0.00005 5.0184 0.0000 5.03656 0.0000 5.0054 5.03437 5.0653 1.6723 1.67428 1.6723 6.6734 1.67569 1.6743 1.6721 6.674910 3.3323 3.3317 3.3346
No. de Mezcla
%
%SO= Aceite superficial, %EE= Eficiencia
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Eficiencia de microencapsulación 30
Microencapsulación
De aceite esencial de girasol utilizando:
hidroxipropilmetilcelulosa/Maltodextrina
%EE (82.40%)
(Roccia et al., 2013)
Microencapsulación
De aceite esencial de Chrysactinia mexicana
utilizando: Inulina/ Goma arábiga/
Maltodextrina
%EE (85.43%)
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Conclusión 31
• En esté experimento se logró la encapsulación del AE deChrysactinia mexicana, utilizando MD/GA en relación 1:1, seconsiguió una mayor eficiencia de microencapsulación.
• Con el trabajo realizado se ha obtenido un recubrimientoque es capaz de retener y brindar protección a el AE,permitiendo con esto la posibilidad de generar nuevasaplicaciones.
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Roccia, P., Martínez, M. L., Llabot, J. M., & Ribotta, P. D. (2014). Influence of spray-dryingoperating conditions on sunflower oil powder qualities. Powder Technology, 254, 307-313.
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Beirão-da-Costa, S., Duarte, C., Bourbon, A. I., Pinheiro, A. C., Januário, M. I. N., Vicente,A. A., ... & Delgadillo, I. (2013). Inulin potential for encapsulation and controlled delivery ofOregano essential oil. Food Hydrocolloids, 33(2), 199-206.
32REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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• Al respecto, el proceso de secado por aspersión involucra tres etapas: preparación de la dispersión o emulsión, homogenización y atomización (Parize et al., 2008). Este proceso consiste en atomizar el material que se encuentra en estado líquido, ya sea como solución o como dispersión, formándose al final finas gotas sobre una corriente de gas calentado, cuando las pequeñas gotas del líquido toman contacto con el gas, y a una mayor temperatura, se produce una rápida evaporación del solvente formándose una fina película del material de recubrimiento que se encuentra (Gharsallaoui et al., 2007). En este método el componente ó sustancia a encapsular es rodeado por una matriz protectora, normalmente un polímero como goma acacia, maltodextrina, almidón y carbometilcelulosa (Gharsallaoui et al., 2007; Parize et al., 2008).
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