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EVALUACIÓN DE MEZCLAS DE MUCÍLAGO DE SÁBILA (Aloe barbadensis M.) Y
FRUCTANOS DE AGAVE (Agave tequilana W.) COMO MATERIALES DE PARED EN EL
SECADO POR ASPERSIÓN DE Lactobacillus plantarum 115
Presenta: MCA. Luis Isaacs Ceja Medina
Director: Dra. Rosa Isela Ortiz Basurto
Co-Director: Dr. Luis Medina Torres
Fecha: 13 de Diciembre 2017
Doctorado en Ciencias en Alimentos Seminario de Avance
La microencapsulación mediante secado por aspersión (SA) es un proceso en el que un material de pared
(MP) se utiliza para encapsular células a fin de mantener la viabilidad y protegerlas hasta su consumo. Los
alimentos adicionados con microorganismos probióticos, como Lactobacillus plantarum 115 (LP115)
representan un 12% del mercado global de productos funcionales 1 . El empleo de biopolímeros como
mucílago de sábila (AVM) y fructanos de agave de alto grado de polimerización aparente (AGPa) se
propone como MP, ya que individualmente han demostrado mantener su estructura durante procesos de
secado y capacidad de proteger compuestos bioactivos, por lo que existe la posibilidad de formular
microcápsulas simbióticas en donde un probiótico y prebiótico coexisten en una matriz.
Por lo anterior se propone como objetivo: Evaluar mezclas de mucílago de sábila y fructanos de agave de
alto grado de polimerización como materiales de pared en la microencapsulación de LP115 mediante
secado por aspersión.
En el presente trabajo se propusieron 3 etapas: 1) Caracterización reológica de mezclas AVM-AGPa (M1:
80-20, M2: 60-40, M3: 50-50) y mezclas con aditivos; M4: 20% goma arábiga (GA); M5: 1% goma guar
(GG), M6: 1% goma xantana (GX), M7: 0.1% Alginato de sodio (AS), M8: 20% concentrado proteico de
suero de leche (WPC). Se evaluaron propiedades viscoelásticas de las mezclas y reconstituido (3 y 6%
p/v) de polvos obtenidos mediante secado por aspersión (Temperatura de entrada, 150°C, Velocidad de
Alimentación 0.8 L/h, Velocidad de Atomización, 27500 rpm). Se evaluó el rendimiento de polvo,
supervivencia de LP115 (%S), morfología y distribución de tamaño de partícula. En desarrollo etapa 2)
Evaluación de perfiles de liberación, simulación digestiva y pruebas de mucoadhesividad. 3)
Caracterización fisicoquímica, morfológica y funcional de microcápsulas
Los reconstituidos (6% p/v) de todas las mezclas secadas, presentaron un comportamiento No Newtoniano
del tipo pseudoplástico adelgazante al flujo, este comportamiento se presenta por el incremento de sólidos
totales, la reestructuración de las cadenas de los biopolímeros mucilagenosos presentes en AVM y su
orientación a las líneas de flujo 2 . Las mezclas M1, M4, M5 y M8 presentaron propiedades reológicas
distintivas de un gel transitorio de baja viscosidad en las determinaciones de viscosidad (estado
estacionario y cizalla oscilatoria) lo que evidencia una estructura compleja, con un ordenamiento mayor de
redes “random coil”. El menor porcentaje de humedad fue M4 (4.38±0.94), mientras que la menor a w la
alcanzó M1 (0.195). Los rendimientos fueron iguales para todas las mezclas (8.58±0.37 %) y semejantes
a los reportadas por otros autores 3 . La distribución de tamaño de partícula fue monomodal para todos los
polvos con un D[4,3]= 17.8±3.37 μm y un Dv(50)=18.4±4.71. La morfología observada mediante SEM fue
de partículas con superficie uniforme para M1, mientras que M2 y M3 incompletas y para las microcápsulas
con mezclas de aditivos (M4, M5 y M8) TEM demostró paredes internas amorfas completas, características
de biopolímeros con indicios de colonias de microorganismos encapsulados. La temperatura de transición
vítrea de la mezcla AVM-AGPa-GA, refleja un efecto sinérgico respecto a la temperatura de los
biopolímeros ya que por sí solos no presentan las características de un buen material de pared. El análisis
FTIR demostró que los grupos funcionales de AVM se conservan aún después del proceso de secado, y
no presenta señales de grupos específicos de LP115, lo que demuestra la encapsulación del probiótico,
similar a lo observado por TEM. El mayor %S a partir de N 0 =6.58 log UFC/ml, la obtuvieron M4 y M8
(69.76±1.08%), mientras que M1 presentó un %S de 60.22%
Por lo anterior se concluye que las estructuras de las mezclas AVM-AGPa y aditivos se conservan después
de ser sometidas a un proceso de SA, éstas son mecánicamente estables al flujo siendo capaces de
encapsular LP115 demostrado por los análisis de FTIR y las imágenes TEM. El empleo de aditivos como
la goma arábiga aumentan la estabilidad mecánica al flujo de las estructuras, así como un aumento en la
Tg y la supervivencia del lactobacilo significativamente.
1.- Dias, M.I., Ferreira, I., y Barreiro, M.F. (2015). Microencapsulation of bioactives for food applications. Food & function, 6(4), 1035-52.
2.- Cervantes-Martínez, C. V, Medina-torres, L., González-laredo, R. F., y Calderas, F. (2013) Study of spray drying of the Aloe vera mucilage
(Aloe vera barbadensis Miller ) as a function of its rheological properties. Food Science and Technology.
3. - Hugo, Ayelén A., Bruno, Florencia, y Golowczyc, Marina A. (2016). Whey permeate containing galacto-oligosaccharides as a medium for
biomass production and spray drying of Lactobacillus plantarum CIDCA 83114. LWT - Food Science and Technology, 69, 185-190.