Desarrollo de un proceso innovador de microencapsulación intercelular para la producción de una nueva generación de alimentos funcionales

Instituto de Ciencias Básicas de la Universidad Veracruzana, Campus Xalapa

Los aceites esenciales y muchas otras sustancias de origen natural como la capsaicina, pueden actuar como conservadores y servir para mejorar la textura y sabor de los alimentos. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos procesos que sean capaces de aprovechar las propiedades funcionales de las sustancias naturales para enriquecer los productos alimenticios, conservando y mejorando su sabor, color y estabilidad, son de gran interés para la investigación científica y para la industria. El objetivo de este trabajo fue combinar la deshidratación osmótica y la microencapsulación para desarrollar un proceso innovador capaz de incorporar microcápsulas con sustancias funcionales en los espacios intercelulares de frutas. Como primera etapa se osmodeshidrataron rebanadas de papaya y piña en emulsiones (de 600 g de sólidos/kg de emulsión) preparadas con agua, goma arábiga, sacarosa y aceite esencial de naranja (E1) o aceite de canola con oleorresinas de chile piquín (E2). Después las rebanadas de papaya fueron secadas con vacío a 60°C y las de piña liofilizadas, hasta obtener una actividad de agua de 0.4. El producto de papaya ganó 10 g de aceite esencial/kg de fruta, retuvo gran cantidad de vitamina C (120 mg/100 g de fruta seca) y conservó un color agradable (ángulo matiz = 57°), siendo evaluado sensorialmente con calificaciones de me gusta moderadamente a me gusta mucho. La piña rehidratada ganó 8 g de aceite con oleorresina/kg de fruta, conservó un color agradable (ángulo matiz= 88°) y tuvo humedad, actividad de agua, sólidos solubles y luminosidad similares a los de la piña fresca. En la evaluación sensorial del la piña procesada los jueces no encontraron diferencias significativas con respecto a la piña fresca. Las micrografías (SEM) del tejido celular de ambas frutas obtenidas con esta nueva técnica mostraron microcápsulas de 1-5 µm en los espacios intercelulares. Este nuevo proceso es útil para producir frutas secas y frutas rehidratables de gran calidad sensorial, nutricional y funcional. Además, esta técnica también puede ser implementada en verduras y debido a su gran versatilidad abre un camino nuevo para diseñar productos sanos combinando sabores y sustancias funcionales de forma inteligente y creativa.

Actualmente existe una preocupación creciente, por parte de los consumidores, no sólo en lo que respecta a las propiedades nutrimentales de los alimentos, sino también en sus funciones específicas para mejorar la salud y reducir el riesgo de contraer enfermedades. Para tal efecto, se han desarrollado alimentos funcionales a los cuales se les agregan componentes biológicamente activos como minerales, vitaminas, ácidos grasos, fibra alimenticia, antioxidantes o probióticos, etc (Katan y De Roos, 2004). Una de las tecnologías empleadas en el mejoramiento de las propiedades organolépticas y nutrimentales de los alimentos es la deshidratación osmótica (DO). Durante el proceso el tejido celular es sumergido en una solución hipertónica para promover la pérdida de agua en las células debido a las diferencias en los potenciales químicos del agua entre la solución externa y la fase líquida interna de las células. No obstante, debido a la apertura estructural del tejido en los espacios intercelulares y las células externas que han sido cortadas, la difusión de los solutos externos y la ganancia hidrodinámica de la solución puede ocurrir. Esto contribuye a un flujo opuesto de agua y solutos que permiten al tejido llegar a concentrarse en una determinada relación ganancia de solutos/pérdida de agua (SG/WL) (Fito et al., 2001; Chiralt y Fito, 2003). El control de la presión en la DO también permite introducir probióticos (1 a 5 ?m) en los espacios intercelulares (Betoret et al., 2003). Por otra parte, la microencapsulación es un proceso mediante el cual ciertas sustancias bioactivas, como vitaminas y/o aceites esenciales, son introducidas en una matriz con el objetivo de impedir su pérdida, para protegerlos de la reacción con otros compuestos presentes en el alimento o para impedir que sufran reacciones de oxidación debido a la luz o al oxígeno (Yáñez et al., 2002). Tradicionalmente la microencapsulación se ha realizado mediante la atomización de una emulsión o dispersión en una corriente de gas caliente (secado por aspersión), sin embargo, la microencapsulación también puede llevarse a cabo a bajas temperaturas por medio de la liofilización con tamaños de partículas entre 0.5 – 2 ?m (Heinzelmann et al., 2000).

1) Desarrollar un proceso innovador capaz de incorporar microcápsulas con sustancias funcionales en los espacios intercelulares de frutas. 2) Utilizar el proceso desarrollado para obtener una fruta seca funcional con sabores combinados (papaya impregnada con microcápsulas de aceite esencial de naranja) y una fruta funcional rehidratable (piña liofilizada con microcápsulas de oleorresina de chile piquín).

La investigación científica ha demostrado que los aceites esenciales y muchas otras sustancias de origen natural como la capsaicina, pueden actuar como conservadores y servir para mejorar la textura y sabor de los alimentos. Por otra parte, un gran número de estudios clínicos han confirmado que muchos de los aditivos químicos utilizados en el procesamiento de alimentos son potencialmente dañinos para la salud humana. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos procesos que sean capaces de aprovechar las propiedades funcionales de las sustancias naturales para enriquecer los productos alimenticios, conservando y mejorando su sabor, color y estabilidad, son de gran interés para la investigación científica y para la industria.