La evaluación de la composición de las paredes de las microcápsulas se realizó mediante FTIR-ATR. IC50 y TEC50 de extractos obtenidos de microcápsulas para la evaluación de la actividad antirradical contra DPPH•.
Introducción
- Originalidad
- Hipótesis
- Objetivos
- Objetivo general
- Objetivos particulares
- Justificación
La microencapsulación de astaxantina mediante el método de coacervación compleja, utilizando como agentes encapsulantes una combinación de proteína (guisante o cáñamo)/polisacárido (goma arábiga o quitosano), permite mejorar su estabilidad durante un proceso de digestión in vitro y consecuentemente su bioaccesibilidad. Evaluar la actividad antirradicalar de los productos obtenidos del proceso de digestión in vitro mediante el método radical DPPH• (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo).
Análisis de Fundamentos
Taxonomía de Haematococcus pluvialis
Morfología celular y ciclo de vida
Estos acumulan altas concentraciones de astaxantina en su etapa madura, en gotitas de aceite que se depositan en el citoplasma, dando como resultado un color rojo brillante característico (Shah et al., 2016). Además, en condiciones de estrés, este organismo puede acumular altas concentraciones de astaxantina (3,8% en base seca), porque es sensible a la radiación ultravioleta, a la deficiencia de nutrientes, al aumento de la salinidad y la temperatura, a los cambios en el ciclo de la luz. , pH o especies reactivas de oxígeno (ROS) (Fernández-Lozano et al., 2015; Ranga-Rao et al., 2010).
Características de la astaxantina
Ruta biosintética de los carotenoides
Ruta biosintética de la axtaxantina
Estructura química de la astaxantina
Además, se sabe que los grupos hidroxilo forman mono y diésteres cuando reaccionan con uno o dos ácidos grasos, respectivamente (Higuera-Ciapara et al., 2006). Además, como ya se mencionó, pueden presentarse isómeros geométricos de la astaxantina, así como formas libres y esterificadas con ácidos grasos como el ácido oleico, los más comunes formando ésteres con la astaxantina (Holtin et al., 2009).
Fuentes naturales de astaxantina
13 La astaxantina representa aproximadamente el 60-80% del total de carotenoides presentes en los aglomerados celulares de la microalga H. Sin embargo, su barrera celular no es fácil de fragmentar para que pueda penetrar un disolvente que facilite la extracción de la astaxantina (Li et al., 2012).
Compuestos antioxidantes y su mecanismo
Usos y aplicaciones
Beneficios saludables de la astaxantina
Esto se determinó a partir de la evaluación de la actividad inhibidora de la astaxantina sobre la peroxidación lipídica, medida por radicales peroxilo. Los resultados obtenidos con la astaxantina indican que es el eliminador de radicales libres más eficiente, con una dosis efectiva promedio (ED50) de 0,2 μM (200 nM), mientras que la ED50 para el α-tocoferol es de aproximadamente 3 μM (2940 nM) utilizada para ser. Tabla 4.
Posición superior en la membrana celular
Esto permite reproducir los resultados y tener buenas estimaciones de la estabilidad de los compuestos bioactivos. Las siguientes secciones proporcionan una breve descripción de los estudios relacionados con la estabilidad de la astaxantina y los modelos de digestión in vitro comúnmente utilizados para evaluar la bioaccesibilidad de los compuestos bioactivos.
Almacenamiento y estabilidad de la astaxantina
Aceite de oliva extravirgen
Este compuesto ha mostrado una alta actividad antioxidante y propiedades antiinflamatorias (Mañas y Martínez de Victoria, 2004; Benavente-García et al., 2000). La biodisponibilidad de la astaxantina en humanos se ve reforzada por formulaciones a base de lípidos; Cantidades elevadas de carotenos solubles en la fase oleosa de la matriz alimentaria pueden conducir a una mayor biodisponibilidad (Ranga-Rao et al., 2014).
Biodisponibilidad de la astaxantina
19 consumo de aceite de oliva virgen extra (AOVE), ya que contiene compuestos fenólicos que tienen función antioxidante (Cicerale et al., 2012). La calidad de AOEV se puede distinguir aún más en función de la oxidación, las tasas de hidrólisis, la acidez, el número de peróxido y los índices espectroscópicos en el rango UV (Lavelli et al., 2006).
Formulados de astaxantina
- Encapsulación
- Microencapsulación
- Nanoencapsulación
- Micro y nano-encapsulación por coacervación
- Método de coacervación compleja
- Biopolímeros empleados como recubrimientos de micro- y nanocápsulas
- Polisacáridos
- Proteínas
El principal factor impulsor de la coacervación compleja es la interacción electrostática entre macromoléculas cargadas presentes en el medio de reacción. En este sentido, Mendanha et al. 2009) sostienen que la coacervación compleja ha permitido obtener valores de eficiencia de microencapsulación de alrededor del 91%. Estudios han revelado que biopolímeros como goma arábiga, alginato, carboximetilcelulosa, entre otros, se han utilizado en coacervaciones complejas para formar la cubierta o recubrimiento de microcápsulas (Bansode et al., 2010).
Los recubrimientos QUI son excelentes portadores de sustancias funcionales como antioxidantes (Shabana et al., 2008). El proceso de protonación en un ambiente ácido mejora la solubilidad de QUI (Abdelkader et al., 2018). GA tiene carga negativa por encima de su pI (2,2), la estabilidad de la emulsión resultante es alta en comparación con otros polisacáridos de masa molar similar (Zhou et al., 2018).
29 también exhiben propiedades antioxidantes debido a la quelación de metales y la eliminación de radicales libres (Le Priol et al., 2019). 30 aislados que sirven como fuente de aminoácidos esenciales para la nutrición humana (Tang et al., 2006). Las fracciones proteicas son 7S (vicilina) y 11S (edestina), que son solubles en soluciones salinas diluidas (Le Priol et al., 2019; Malomo et al., 2014).
Importancia de la bioccesibilidad y biodisponibilidad
- Bioaccesibilidad y digestión in vitro
La bioaccesibilidad es la cantidad de un compuesto determinado que se libera de una matriz que está disponible para la absorción después de someterse al proceso de digestión. Por lo tanto, es necesario garantizar que los compuestos de interés en una matriz alimentaria se liberen y estén disponibles para su absorción en el torrente sanguíneo. 35 digestión del tracto gastrointestinal, en la que se liberan los componentes de la matriz principal, con el objetivo de una buena absorción en el intestino delgado (Gorusupudi & Bernstein, 2016).
A diferencia de la bioaccesibilidad, la biodisponibilidad consiste en la cantidad de un compuesto que llega a la circulación sistémica y ejerce su efecto luego de ser metabolizado y distribuido por los tejidos. Por tanto, es necesario asegurar que los componentes de interés se liberen en una matriz alimentaria y estén disponibles para su absorción y así acceder al torrente sanguíneo (Gonçalves et al., 2019). Existen principalmente tres métodos in vitro para medir la bioaccesibilidad, son 1) ensayo de solubilidad, 2) diálisis o 3) un modelo gastrointestinal. En cada uno de estos métodos se realiza una digestión in vitro para simular el sistema digestivo humano a través de una digestión que se realiza en tres pasos e incluye una digestión lingual, una digestión gástrica y una intestinal.
Para la digestión gástrica, se añade pepsina antes de acidificar las muestras a pH 2 (para simular el pH gástrico de un adulto) o pH 4 (para simular el pH gástrico de un bebé). Antes de iniciar la digestión intestinal, las muestras se llevan a un pH de 5,5-6,0 antes de añadir pancreatina (que consiste en un cóctel de enzimas pancreáticas como la α-amilasa pancreática, lipasa y proteasas como la tripsina) y sales biliares, y finalmente se mide el pH. se reajusta a 6,5-7 (Courraud et al., 2013). Los modelos de digestión in vitro desarrollados se basan en la fisiología humana y se caracterizan por ser simples, económicos y reproducibles, y tienen la función de investigar la modificación estructural, digestibilidad y liberación de componentes de los alimentos, bajo la simulación de condiciones gastrointestinales. (Oomen et al., 2002).
Metodología Experimental
- Reactivos, disolventes y materiales
- Equipos
- Preparación de proteína aislada de cáñamo
- Determinación de la pureza de la proteína aislada de harina de cáñamo
- Preparación de las disoluciones de proteínas, polisacáridos y aceite rico en astaxantina
- Obtención de los microencapsulados
- Cuantificación de astaxantina
- Determinación de la eficiencia de microencapsulación (EMA)
- Determinación de humedad de los microencapsulados
- Análisis de la morfología y tamaño de las microcápsulas por microscopía óptica
- Adquisición de espectros de IR
- Evaluación de la actividad antirradicalar de los extractos de los microencapsulados
- Simulación in vitro del proceso de digestión humana
- Análisis estadístico
La pureza de la muestra de proteína de harina de cáñamo aislada se determinó mediante dos métodos. Determinación de la pureza de la proteína de cáñamo aislada mediante el método de Biuret (Krohn, 2002). La solución de proteína de guisante al 4,0%. p/v) se preparó dispersando el polvo en una solución tampón fosfato 0,2 N (pH.
En el caso de la proteína de cáñamo se utilizó la solución preparada en el apartado 3.3. Luego se añadieron 1,5 ml del aceite rico en astaxantina y se dispersaron para formar la emulsión. La separación de la fase de cloroformo se realizó utilizando una pipeta Pasteur.
El procedimiento minimizó la formación de una emulsión y facilitó la separación de la fase de cloroformo. La simulación de la digestión in vitro de las microcápsulas se realizó en un proceso de tres etapas. El volumen para la cuantificación de astaxantina se realizó como se describe en la sección 3.6.
Resultados y discusiones
Purificación de la proteína de cáñamo
También se generaron relaciones de absorción a partir de la banda de amida I apropiada de la proteína (cepa C=O). Las relaciones de absorbancia utilizadas para proteínas y polisacáridos se calculan a partir de la siguiente ecuación Absorbancia a 1020 cm-1/Absorbancia a 1611 cm-1. 2014) informaron que luego de purificar harina de cáñamo contaminada con una pureza del 44,32%, obtuvieron un aislado de proteína con una pureza del 84,15%. Asimismo, en el mismo estudio se menciona que el contenido de proteína de la harina de cáñamo comercial es del 31 al 53,3%.
En otro estudio informado por Tang et al. 2006) reportaron un aislado de proteína con una pureza del 86,9% a partir de harina de cáñamo con un contenido de proteína del 50,2%. Ambos estudios utilizaron un método de aislamiento por precipitación isoeléctrica, análogo al método utilizado en el presente estudio. En general, los resultados anteriores demuestran que el proceso utilizado para purificar la proteína de cáñamo es eficaz.
Este aislado proteico, junto con proteína comercial de guisante de 80% de pureza y los polisacáridos correspondientes se utilizaron para fabricar las paredes de las microcápsulas.
Caracterización de las microcápsulas
- Espectros FTIR de las microcápsulas
- Tamaño y distribución de las microcápsulas
- Eficiencia de microencapsulación
- Evaluación de la actividad antirradicalar
- Bioaccesibilidad de los microencapsulados
La Figura 21 muestra el comportamiento de las microencapsulaciones cuando se elimina el mayor contenido de agua. Sin embargo, este tipo de reticulación covalente inducida afecta a la evaluación de la biodisponibilidad de las microcápsulas. En el caso de las microcápsulas obtenidas a partir de proteína de guisante, estos residuos insolubles no aparecen.
Las micrografías de la proteína de cáñamo microencapsulada indican la presencia de residuos insolubles. Por tanto, los resultados obtenidos de los espectros IR en el presente estudio confirman la formación de las microcápsulas. La variación de tamaño de las microcápsulas se debe principalmente a los cambios de factores durante el proceso de formación.
Por tanto, los resultados de este estudio indican que el factor proteico afectó el tamaño de las microcápsulas. Esto indica que entre las cuatro microcápsulas, AA-GA-CAÑ tuvo la mayor capacidad antirradical. La Figura 28 muestra el sistema de digestión in vitro que permitió evaluar la biodisponibilidad de las microcápsulas.
71 No se observó fragmentación durante la digestión de la goma arábiga (GA) microencapsulada por la saliva y los fluidos gástricos. Los espectros FTIR nos permitieron establecer que la superficie de los microencapsulados está compuesta principalmente por polisacáridos.
