Ácido fólico injertado en carboximetilcelulosa para obtener nanopartículas como suplemento alimenticio

Abstract

Biopolymers for food use have been used as encapsulating agents in the manufacture of nanoparticles, to protect bioactive compounds, in order to improve the shelf life, improve the organoleptic characteristics of the product, etc. Among the various bioactive components, folic acid (AF) or vitamin B9 stands out, which is important to consume in adequate amounts to avoid coronary heart disease, megaloblastic anemia and congenital malformations. Consequently, it has been added to breakfast cereals, enriched bread, pasta, rice and milk for babies and foods of medical formulation, in such a way that people could consume it more easily to achieve the recommended daily dose. Actually, the Food and Drug Administration of the United States (FDA) has fortification of corn flour with folic acid. However, the bioactibity of this element decreases becauses of its thermolabile activity and hydrolysis reactions during food processing. To protect this bioactivity, can be used nanoparticles based on carboxymethylcellulose (CMC). Thus, in this work two different methods were used to obtain the FA-CMC nanoparticles: spray drying and reverse nanoemulsión. Subsequently, the nanoparticles were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electronic Microscopy (SEM), Nanoparticle Analysis System (NTA), Thermogravimetry Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The analysis indicated that spherical nanoparticle clusters with a smooth surface were generated through spray drying while by reverse nanoemulsion, the nanoparticles were embedded into the CMC matrix. These nanoparticles showed an average size in the range of 54 and 61 nm. Those nanoparticles with the highest folic acid content exhibited the smaller size.

Los biopolímeros de uso alimentario han sido empleados como agentes encapsulantes en la elaboración de nanopartículas, para proteger compuestos bioactivos, incrementar la vida útil de anaquel, mejorar las características organolépticas del producto, étc; entre los diversos componentes bioactivos destaca el ácido fólico (AF) o vitamina B9, el cual es importante consumir en cantidades adecuadas para evitar enfermedades coronarias, anemia megaloblástica y malformaciones congénitas. Por lo tanto, algunos productores adicionan cereales, leche de fórmula para bebés y alimentos de formulación médica, con ácido fólico para cumplir fácilmente con la dosis diaria recomendada de vitamina B9 en su dieta. Actualmente, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó la fortificación de la harina para masa de maíz con ácido fólico. Sin embargo, dicha vitamina es termolábil y susceptible a hidrólisis, perdiendo su actividad biológica durante el procesamiento de alimentos, por ejemplo, en la elaboración de botanas hechas a base de maíz. Por lo tanto, en el presente trabajo se llevó a cabo la formación de un complejo entre la carboximetilcelulosa (CMC) y ácido fólico (añadida en diferentes concentraciones) en solución, lo cual se corroboró por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). La obtención de nanopartículas se realizó mediante dos métodos diferentes: spray drying (secado por aspersión) y nanoemulsión inversa. La caracterización morfológica determinó que a través de spray drying, se generaron cúmulos de nanopartículas esféricas con superficie lisa mientras que mediante la nanoemulsión inversa, las nanopartículas quedan embebidas en la matriz de CMC. El análisis por rastreo de nanopartículas (NTA) demostró la formación de partículas con tamaño promedio en el orden nanométrico por ambos métodos, de 54 y 61 nm, respectivamente; presentando un menor tamaño aquéllas con el mayor contenido de ácido fólico.