Co-encapsulación de astaxantina y aceite de chía para la obtención de un nutracéutico con propiedades funcionales mejoradas. Aspectos tecnológicos

Abstract

La creciente demanda de alimentos funcionales ha impulsado el desarrollo de ingredientes capaces de vehiculizar compuestos bioactivos. Entre ellos, los ácidos grasos ω-3 y la astaxantina (ASX), con reconocida actividad antioxidante y antiinflamatoria, presentan alta susceptibilidad a factores ambientales que limita su aplicación. Se planteó como objetivo diseñar sistemas de co-encapsulación de aceite de chía y Haematococcus pluvialis (fuente de ASX), utilizando emulsiones multicapa y obtener encapsulados sólidos por diferentes métodos de deshidratación. Se formularon emulsiones O/W con estructuras interfaciales de monocapa, bicapa y tricapa. Las emulsiones monocapa se gelificaron con CaCl₂ y se liofilizaron, mientras que las bicapa y tricapa se secaron por aspersión. Se estudió la estabilidad física, propiedades microestructurales y estabilidad oxidativa de emulsiones y encapsulados. A partir de los resultados, se eligieron dos formulaciones para co-encapsular ASX (6400 ppm): (i) esferas de emulsiones monocapa liofilizadas (L-MC/ASX) y (ii) polvos de emulsiones bicapa secados por aspersión (P-BC/ASX). Los sistemas L-MC/ASX presentaron una estructura porosa con canales internos que aceleraron el deterioro oxidativo del aceite, incluso en presencia de ASX. En contraste, los sistemas P-BC/ASX mostraron una estabilidad oxidativa destacada (índice de peróxidos < 15 meq O₂/kg aceite) durante 6 meses a 25 °C, además de retener el 80 % del contenido inicial de ASX. Una porción de 1,5 g del polvo funcional aportaría 2 mg de ASX y alrededor del 35 % de la ingesta diaria recomendada de ω-3, por lo que este desarrollo representa una alternativa para la prevención o modulación de procesos inflamatorios crónicos.

The growing demand for functional foods has driven the development of ingredients capable of delivering bioactive compounds. Among them, ω-3 fatty acids and astaxanthin (ASX), a powerful antioxidant with anti-inflammatory activity, are highly susceptible to environmental factors, which limits their application. The aim of this study was to design co-encapsulation systems of chia oil and Haematococcus pluvialis (ASX source), using multilayer emulsions to obtain solid encapsulates through different dehydration methods. Monolayer, bilayer, and trilayer emulsions were formulated. MC emulsions were gelled with CaCl₂ and freeze-dried, whereas BC and TC emulsions were spray-dried. Both emulsions and encapsulates were characterized in terms of physical stability, microstructural properties, and lipid oxidation. Based on these analyses, two formulations were selected for ASX co-encapsulation: (i) gelled microspheres of freeze-dried MC emulsions (L-MC/ASX) and (ii) spray-dried powders of BC emulsions (P-BC/ASX). L-MC/ASX systems exhibited a highly porous structure with internal channels that promoted oxidative deterioration of the oil, even in the presence of ASX. In contrast, P-BC/ASX systems showed remarkable oxidative stability (peroxide value < 15 meq O₂/kg oil) over 6 months at 25 °C and retained 80% of the initial ASX content. A 1.5 g portion of the functional powder would provide 2 mg ASX and approximately 35% of the recommended daily intake of ω-3 fatty acids. This contribution confers high potential to the developed system as a nutraceutical supplement aimed at preventing or modulating chronic inflammatory processes associated with non-communicable diseases.