Preparación y caracterización de microcápsulas de alginato y mucílago de nopal que contiene aceite esencial de limón por gelificación iónica

Abstract

The aim of this work was to produce alginate and nopal mucilage microcapsules containing lemon essential oil through ionic gelation. In the preparation of microcapsules, the formation of microcapsules appropriated conditions was determined by phase diagrams, where the concentrations of calcium chloride (1% w/v) and biopolymers (2% w/v) were determined. The microcapsules size and morphology were optimized by proper combination of the atomization process parameters (air pressure, solution flow rate and distance between atomization device and calcium chloride solution). In characterization of the microcapsules, the analysis were performed to study the morphology with the optical microscopy (OM), confocal microscopy (CM) and scanning electron microscopy (SEM); the oil presence in the microcapsules was determined by OM, CM and infrared spectroscopy (FT-IR); and lemon essential oil encapsulation efficiency was quantified by UV-visible spectroscopy absorption (UV-Vis). The microcapsules size increased as the amount of mucilage in the formulations increased. Alginate microcapsules had the smallest mean size (29.18 ±1.60 μm) and mucilage-alginate microcapsules at 1:1 had the maximum size (39.31 ±1.31 μm) with statistical difference (p<0.05). The lyophilized microcapsules showed some porosity and roughness. The porous surface is attributed to oil encapsulation, while roughness is due lyophilization process.

El objetivo de este trabajo fue producir las microcápsulas de alginato y mucílago de nopal que contienen aceite esencial de limón por gelificación iónica. En la preparación de las microcápsulas, se determinaron las condiciones adecuadas para su formación utilizando los diagramas de fase, donde se determinaron las concentraciones de cloruro de calcio (1% p/v) y de los biopolímeros (2% p/v). El tamaño y la morfología de las microcápsulas fueron optimizadas mediante la combinación apropiada de los parámetros del proceso de atomización (la presión de aire, el flujo de la solución y la distancia entre el dispositivo de atomización y la solución de calcio). En la caracterización de las microcápsulas, se realizaron los análisis para estudiar la morfología de las microcápsulas por microscopía óptica (MO), microscopía confocal (MC) y microscopía electrónica de barrido (MEB); para determinar la presencia del aceite en las microcápsulas se utilizó (MO, MC) y espectroscopía en infrarrojo (FT-IR); se cuantificó la eficiencia de encapsulación del aceite esencial de limón por espectroscopía de absorción ultravioleta-visible (UV-Vis). El tamaño de las microcápsulas aumentó conforme se incrementó la cantidad de mucílago en las formulaciones. Las microcápsulas de alginato presentaron el tamaño medio más pequeño (29.18±1.60 μm) y el tamaño máximo fue obtenido con las microcápsulas de alginato-mucílago en 1:1 (39.31±1.31 μm) con diferencia estadísticamente significativa (p<0.05). Las microcápsulas liofilizadas presentaron cierta porosidad y rugosidad. La superficie porosa se atribuye a la encapsulación del aceite, mientras que la rugosidad se debe al proceso de liofilización.