El licopeno es un carotenoide que da el color rojo a frutas y hortalizas como tomate, toronja, pimiento rojo, etc. Este compuesto es de carácter hidrofóbico y está formado por ocho unidades de isopreno, su estructura química se muestra en la Figura 7 (Berk, 1998; Lee y Chen, 2002).
El licopeno es un potente antioxidante que, una vez adsorbido por el organismo ayuda a reparar células dañadas. Además, como cualquier otro compuesto antioxidante evita la acción de los radicales libres, que atacan al ADN impidiendo que tenga lugar la replicación celular que contribuye al envejecimiento celular (Candelas Cadillo, 2006; Lee y Chen, 2002).
Este compuesto puede ser utilizado en diversas formulaciones alimenticias, sin embargo, debido al alto grado de insaturación en su estructura (Figura 7), se oxida fácilmente por exposición a la luz, al oxígeno, al calor, a condiciones extremas de pH y al contacto con
superficies activas (Lee y Chen, 2002; Berk, 1998). Para evitar la degradación del licopeno se ha utilizado la microencapsulación, usando principalmente el método de secado por aspersión (Rocha et al., 2011; Shu et al., 2006).
2.6.1 Antecedentes sobre microencapsulación de licopeno mediante secado por aspersión
El licopeno se microencapsuló mediante secado por aspersión utilizando como material pared una mezcla de goma arábiga-sacarosa y una temperatura de secado de 120°C (Matioli y Rodriguez-Amaya, 2002) (Tabla 4). A pesar de que se obtuvo una alta eficiencia de encapsulación (de 94 a 96%), el rendimiento de secado no superó el 51%. Esto último posiblemente por la baja temperatura de secado utilizada. El bajo rendimiento en el secado por aspersión es un factor importante a considerar si se quiere escalar el proceso. Para optimizar el proceso de secado, es recomendable usar varios niveles de temperatura del aire de entrada y evaluar el efecto de otros factores importantes que influyen en las propiedades de las microcápsulas. En este estudio se utilizó goma arábiga, compuesto que, aunque tiene buenas propiedades emulsificantes, en algunos estudios de microencapsulación de compuestos se ha reportado su baja protección a la oxidación durante el almacenamiento del encapsulado.
Shu et al. (2006) evaluaron el efecto de las variables de secado en la eficiencia y rendimiento de encapsulación al microencapsular licopeno por secado aspersión, utilizando una mezcla de gelatina/sacarosa como material encapsulante (Tabla 4). En ese estudio obtuvieron la máxima eficiencia de encapsulación con una relación gelatina/sacarosa de 3/7, una relación licopeno/material pared de 1/4, una temperatura de alimentación de 55°C, una temperatura de secado de 190°C, una presión de homogenización de 40 MPa y una pureza de licopeno no menor del 52%. Esta investigación arrojó importantes resultados, ya que comprendió el efecto de varios factores que no solo incluían a las variables de secado. Sin embargo, evaluar un gran número de variables dificulta el entendimiento de los resultados. Se obtuvo una alta eficiencia de encapsulación al utilizar gelatina y sacarosa como materiales
encapsulantes. La gelatina es un compuesto con buenas propiedades emulsificantes y de formación de película, pero su función es altamente dependiente de la temperatura y además se ha relacionado con problemas de alergias. Los resultados sugirieron una influencia de la sacarosa en la obtención de microcápsulas esféricas y con superficie lisa, efecto que puede proporcionar una mayor estabilidad al encapsulado, por lo que sería interesante continuar evaluando dicho efecto.
Más recientemente, Rocha et al. (2011) microencapsularon licopeno con almidón modificado a una temperatura del aire de secado de 180°C, obteniendo una eficiencia de encapsulación no mayor al 30%. Así mismo, Goula y Adamopoulos (2012) utilizaron igualmente el secado por aspersión para microencapsular licopeno, utilizando maltodextrina como material encapsulante. En este estudio se obtuvieron valores altos de eficiencia de encapsulación, a pesar de la pobre capacidad emulsificante de la maltodextrina. Las condiciones de máxima eficiencia (93%) se obtuvieron utilizando una relación licopeno/material pared de 1:3.3 y una temperatura de alimentación y secado de 52 y 147°C, respectivamente.
En estudios previos de microencapsulación de licopeno se observó que algunos de los compuestos utilizados como materiales pared no cumplen con las características de emulsificación y gelificación requeridas en el proceso de secado por aspersión. Así mismo, se pudo apreciar que algunos de los estudios de microencapsulación se limitan a evaluar solo el efecto de la temperatura del aire de entrada y a un solo nivel, dejando de lado el efecto de algunos otros factores de secado que tienen efecto en el proceso y el análisis físico de las microcápsulas obtenidas. Además, a pesar de que los compuestos utilizados como materiales encapsulantes son hidrocoloides, y que por lo tanto su viscosidad o consistencia depende de la concentración y temperatura, no se han encontrado reportes que hagan una previa caracterización reológica del material encapsulante. Esto último, además de ayudar a establecer la relación entre los componentes encapsulantes y la temperatura de alimentación, ayudará en la explicación y comprensión los resultados de microencapsulación.
Lo anterior, genera un área de oportunidad para seguir investigando compuestos o mezclas de éstos con características reológicas adecuadas para ser utilizados en el
proceso de secado, y con buenas propiedades emulsificantes y alta capacidad gelificante para ser usados como encapsulantes de licopeno. Además, es importante estudiar el proceso de microencapsulación, evaluando el efecto de factores de secado a diferentes niveles y las propiedades físicas de las microcápsulas, mediante diseños estadísticos que faciliten el análisis de los resultados.
Combinar las propiedades emulsificantes de la goma xantana y la habilidad gelificante de la pectina, podría resultar en un eficiente sistema encapsulante para compuestos bioactivos como el licopeno. Además, debido a las propiedades de la goma xantana, ésta puede solubilizarse fácilmente, lo que facilitaría la ruptura intencionada de las microcápsulas y su aplicación en matrices alimentarias. Además, la pectina es considerada por si sola un compuesto nutracéutico, lo que da un mayor valor bioactivo a las microcápsulas. La mezcla de goma xantana y pectina puede enriquecerse si se le adiciona sacarosa, disacárido relacionado con la obtención de microcápsulas estables.