COLOIDOSOMAS

CAMPO TECNICO

La presente invención se refiere a un proceso de elaboración de microcápsulas tipo coloidosomas, que emplea nano o micropartículas de sólidos insolubles en agua obtenidos mediante gelación iónica como material emulsificante y formador de coraza de la microcápsula. Las partículas que estabilizan la emulsión son fijadas en la interfaz mediante adsorción de polielectrolitos, entrecruzamiento, tratamiento térmico o tratamiento con emulsiones de ácidos grasos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un coloidosoma se define como una microcápsula cuya coraza está formada por partículas coloidales (con tamaños de partícula usualmente menores a 1 μπι), las cuales se adsorben sobre la sustancia encapsulada y posteriormente se estabilizan formando una coraza mediante su entrecruzamiento, fusión o sinterización (Rossier, 2009).

El primer reporte de elaboración de microcápsulas tipo coloidosomas corresponde al trabajo de Velev y cois (1996), quienes emplearon partículas de látex para estabilizar y formar coloidosomas de 1 -octanol. El método denominado de plantilla suave (soft témplate, (Rossier- Miranda et al., 2009)), utiliza las gotas de emulsión como la base sobre la cual se adsorben las partículas coloidales sólidas formadoras de la coraza generando un mayor control y eficiencia de adsorción. En el método denominado de plantilla dura (hard témplate) se emplean partículas sólidas como la plantilla del coloidosoma.

Dismore y cois (2002) elaboraron coloidosomas sin pre-tratamiento, empleando partículas de polimetilmetacrilato (PMMA) inmersas en una fase orgánica continua de decahidronaftaleno en presencia de gotas de agua. Este método permite controlar la temperatura y el tiempo de calentamiento para ajustar la porosidad y fortaleza de la coraza, logrando versatilidad en la cinética de liberación de los compuestos encapsulados. Sin embargo, la alta temperatura de transición vitrea del PMMA (92- 142°C) limita su uso en sistemas termolábiles.

Guillot (2009) y Fujiwara (2010) reportaron coloidosomas elaborados a partir de minerales arcillosos (v.g. montmorilonita y Laponita) y silicato de sodio en presencia de carbonato ácido de amonio (NH ₄ HCO ₃ ), empleando una emulsión doble W/O/W como plantilla. Los procedimientos propuestos, aunque exitosos en la formación de partículas tipo coloidosomas, son muy difíciles de escalar a nivel industrial y se perfilan más para aplicaciones académicas que permitan el estudio y caracterización de sistemas estructurados a nivel microscópico. Liu y cois (2010) reportaron la elaboración de coloidosomas huecos empleando nanoláminas de hidróxido doble de Mg/Al en capas (LDH por sus siglas en inglés). La estructura de la interfaz permitió ser modulada dependiendo del tipo de solvente orgánico empleado para la extracción de la fase oleosa emulsificada. Si bien este tipo de modulación de la estructura de la interfaz de la microcápsula tipo coloidosoma es de gran prospecto para aplicaciones en alimentos, el uso de solventes orgánicos y los prolongados tiempos requeridos para los procesos de adsorción, hacen inviable su escalamiento a nivel industrial.

El documento WO 2009091255 divulga un proceso donde se emplean partículas coloidales de triglicéridos, monoglicéridos o diglicéridos, proteínas y células como estabilizantes de la emulsión y proteínas y/o polisacáridos para fijar la coraza mediante un proceso de coacervación. La principal desventaja de este proceso es el uso de mono, di y triglicéridos, los cuales, al fundirse, desestabilizan la coraza del coloidosoma.

Wang y cois (2012) elaboraron coloidosomas de CaCÜ ₃ mediante la generación de emulsiones de aceite de girasol y posterior fijación de las partículas sólidas en la coraza, mediante la coprecipitación de cristales de CaCÜ ₃ al hacer reaccionar CaC . con C(¾ in-situ. Los coloidosomas generados con esta metodología presentaron alta resistencia a la evaporación del agua del sistema, además de retardar la liberación de sabores. Si bien este proceso es viable de ser escalado a nivel industrial, se generan altas concentraciones de NaCl como subproducto, el cual se debe eliminar mediante una etapa adicional de lavado.

El documento WO2009/037482 divulga la elaboración de microcápsulas tipo coloidosomas, utilizando partículas poliméricas estabilizadas estéricamente en la elaboración de las emulsiones con la posterior formación de la coraza mediante aumento de la temperatura del sistema a una temperatura superior a la de transición vitrea del polímero. En este proceso se genera una menor adsorción de las partículas sobre la interfaz con la consecuente inestabilidad del sistema al secado.

La patente WO2009/148598 describe el uso de la tecnología de microfluidización para la elaboración de gotas estabilizadas con partículas poliméricas, coloidales o lípidos con potencial uso como medio encapsulante de sustancias de interés. El principal inconveniente que presenta este proceso, es el uso de partículas poliméricas que necesariamente requieren tratamiento térmico para su sinterización y formación de una coraza estable. Evidentemente, el estado de la técnica muestra la necesidad de desarrollar y optimizar procesos de obtención de microcápsulas tipo coloidosomas a partir de materiales con aplicación en la industria de los alimentos, en el campo de los cosméticos o en el área farmacéutica. BREVE DESCRIPCION DEL INVENTO

La presente invención se refiere a un proceso de elaboración de microcápsulas tipo coloidosomas. Mediante un proceso de gelación iónica sobre partículas sólidas de tamaño nano y micrométrico, se modifica la química de superficie de éstas partículas para elaborar emulsiones tipo O/W. Las partículas adsorbidas sobre las gotas de la emulsión son fijadas posteriormente por adsorción de macromoléculas cargadas y adición de iones polivalentes, mediante tratamiento térmico, o por entrecruzamiento. Una vez fijadas las partículas, la suspensión puede ser secada para obtener coloidosomas en polvo.

Mediante el proceso de la invención, se obtienen microcápsulas empleando partículas formadoras de coraza con una alta adsorción sobre la interfaz aceite-agua, lo que permite aumentar la eficiencia del proceso de emulsificación y la concentración de material encapsulado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

FIG 1. Distribución de tamaño de partícula de carbonato de calcio modificado superficialmente mediante gelación iónica: i) seco y aglomerado (línea roja); ii) molido y en suspensión acuosa (línea verde) (Ejemplo 1). FIG 2. Microfotografía óptica de emulsión de ácido oleico estabilizada con micropartículas de carbonato de calcio modificado superficialmente mediante gelación iónica (Ejemplo 1).

FIG 3. Distribución de tamaño de partícula de emulsión de ácido oleico estabilizada con micropartículas de carbonato de calcio modificado superficialmente mediante gelación iónica (Ejemplo 1).

FIG 4. Microfotografía electrónica de barrido de coloidosoma de ácido oleico con coraza de carbonato de calcio secado por aspersión (Ejemplo 1).

FIG 5. Distribución de tamaño de partícula de coloidosomas de ácido oleico con coraza de carbonato de calcio secados por aspersión (Ejemplo 1).

FIG 6. Termograma de coloidosoma de ácido oleico con coraza de carbonato de calcio secado por aspersión (Ejemplo 1). FIG 7. Distribución de tamaño de partícula de dióxido de titanio sub-micrométrico modificado superficialmente mediante gelación iónica: i) seco y aglomerado (línea roja); ii) molido y en suspensión acuosa (línea verde) (Ejemplo 2). FIG 8. Microfotografía óptica de emulsión de aceite de girasol estabilizada con partículas sub-micrométricas de dióxido de titanio modificado superficialmente mediante gelación iónica (Ejemplo 2).

FIG 9. Distribución de tamaño de partícula de emulsión de aceite de girasol estabilizada con dióxido de titanio sub-micrométrico modificado superficialmente mediante gelación iónica (Ejemplo 2).

FIG 10. Microfotografías electrónicas de barrido de coloidosomas de aceite de girasol con coraza de dióxido de titanio secados por aspersión (Ejemplo 2): lado izquierdo aumento de 500X, lado derecho aumento de 4300X.

FIG 11. Distribución de tamaño de partícula de coloidosomas de aceite de girasol con coraza de dióxido de titanio secado por aspersión (Ejemplo 2).

FIG 12. Termograma de coloidosomas de aceite de girasol con coraza de dióxido de titanio secado por aspersión (Ejemplo 2).

FIG 13. Distribución de tamaño de partícula de fosfato de calcio micrométrico modificado superficialmente mediante gelación iónica: i) seco y aglomerado (línea roja); ii) molido y en suspensión acuosa (línea verde) (Ejemplo 3).

FIG 14. Microfotografía óptica de emulsión de mezcla de mono y diglicéridos estabilizada con partículas micrométricas de fosfato de calcio modificadas superficialmente mediante gelación iónica (Ejemplo 3). FIG 15. Distribución de tamaño de partícula de emulsión de mezcla de mono y diglicéridos estabilizada con partículas micrométricas de fosfato de calcio modificadas superficialmente mediante gelación iónica (Ejemplo 3). FIG 16. Microfotografías electrónicas de barrido de coloidosomas de mezcla de mono y diglicéridos con coraza de fosfato de calcio secadas por aspersión (Ejemplo 3): lado izquierdo aumento de 500X, lado derecho aumento de 5000X. FIG 17. Distribución de tamaño de partícula de coloidosoma de mezcla de mono y diglicéridos con coraza de fosfato de calcio secado por aspersión (Ejemplo 3).

FIG 18. Termograma de coloidosomas de mezcla de mono y diglicéridos con coraza de fosfato de calcio secado por aspersión (Ejemplo 3).

FIG 19. Distribución de tamaño de partícula de caolín micrométrico modificado superficialmente mediante gelacion iónica: i) seco y aglomerado (línea roja); ii) molido y en suspensión acuosa (línea verde) (Ejemplo 4). FIG 20. Microfotografía óptica de emulsión de aceite de cañóla estabilizada con partículas micrométricas de caolín modificadas superficialmente mediante gelacion iónica (Ejemplo 4).

FIG 21. Distribución de tamaño de partícula de emulsión de aceite de cañóla estabilizada con partículas micrométricas de caolín modificadas superficialmente mediante gelacion iónica (Ejemplo 4).

FIG 22. Microfotografía electrónica de barrido de coloidosomas de aceite de cañóla con coraza de caolín secadas por aspersión (Ejemplo 4).

FIG 23. Microfotografía óptica de coloidosoma de aceite de cañóla estabilizada con partículas micrométricas de caolín modificadas superficialmente mediante gelacion iónica y con reforzamiento de ácidos grasos (Ejemplo 4). FIG 24. Microfotografía electrónica de barrido de coloidosomas de aceite de cañóla con coraza de caolín, reforzada con ácidos grasos y secada por aspersión (Ejemplo 4). FIG 25. Termograma de coloidosomas de aceite de cañóla con coraza de caolín reforzada con ácidos grasos y secados por aspersión (Ejemplo 4).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención describe un proceso de elaboración de microcápsulas tipo coloidosomas de fases líquidas insolubles en agua, empleando nanopartículas, micropartículas o su combinación, modificadas superficialmente obtenidas mediante gelación iónica.

Para la obtención del coloidosoma, inicialmente se genera una emulsión tipo aceite en agua (O/W) estabilizada con las nano o micropartículas sólidas insolubles en agua y obtenidas mediante gelación iónica. La emulsión estabilizada con las partículas se produce mediante aplicación al sistema de fuerzas disruptivas como la cizalla, la cavitación, la colisión entre partículas, la caída de presión o la combinación de dos o más tipos de estas fuerzas disruptivas.

Posteriormente, las partículas son fijadas a la interfaz mediante adsorción de polielectrolitos, tratamiento térmico, entrecruzamiento, tratamiento con emulsión de un ácido graso saturado o mezcla de ácidos grasos, generando el coloidosoma con la fase insoluble en agua encapsulada en el núcleo y recubierta por las partículas de la coraza. Los coloidosomas obtenidos pueden presentar tamaños entre 100 nm y varios milímetros. La estabilidad mecánica de los coloidosomas obtenidos en suspensión permite llevar a cabo procesos de secado para lograr coloidosomas en forma de polvo seco.

El proceso de gelación iónica sobre las partículas se logra mediante la adición de cationes polivalentes a una suspensión de sólidos insolubles, previo tratamiento térmico sub-ambiente que permite una gelación controlada de las macromoléculas cargadas. El aumento posterior de la temperatura consolida la formación de la coraza sobre las partículas sólidas insolubles. Las características detalladas y condiciones del proceso de gelación iónica se describen en el documento CO2013203104, el cual se incorpora en su totalidad como referencia.

La suspensión de partículas sólidas tratadas superficialmente mediante la gelación iónica, es posteriormente secada, generando aglomerados de partículas. Estos aglomerados son redispersados en agua y sometidos a un proceso de molienda, para generar partículas individuales que son empleadas para emulsificar una fase líquida insoluble en agua mediante la aplicación de las fuerzas disruptivas mencionadas. La emulsión estabilizada con las partículas, requiere la fijación de las partículas en la interfaz líquida de las gotas mediante adsorción de polielectrolitos, tratamiento térmico, entrecruzamiento, tratamiento con emulsión de un ácido graso saturado o mezcla de ácidos grasos, generando un coloidosoma, donde la fase insoluble en agua corresponde al núcleo y las partículas forman la coraza.

Los diámetros típicos de los coloidosomas están entre 100 nm y varios milímetros. El sistema en húmedo produce coloidosomas típicamente esféricos con un contenido de fase líquida insoluble en agua entre un 5% y 80%. Los coloidosomas en suspensión acuosa pueden posteriormente ser secados mediante secado por aspersión, liofilización, calentamiento en bandeja u otros métodos alternativos de secado. El grado de adsorción de los polielectrolitos, de entrecruzamiento o de sinterización de las partículas, determina las propiedades mecánicas de la coraza, y consecuentemente, su estabilidad en los procesos de secado. Típicamente, los coloidosomas pueden secarse a temperaturas de hasta 250°C sin generar la ruptura de su coraza.

El proceso de elaboración de coloidosomas de fases líquidas insolubles en agua que emplea partículas modificadas superficialmente mediante gelación iónica de la presente invención, comprende las siguientes etapas: a) elaborar una solución de polielectrolitos cargados negativamente, ajustar el pH a un valor determinado entre 5,0 y 8,0 y enfriar;

b) elaborar una suspensión de sólidos insolubles en agua, ajusfando su pH; mezclar la solución de polielectrolitos obtenida en a) con la suspensión de sólidos insolubles en agua obtenida en b), aplicando agitación al sistema y controlando su temperatura;

adicionar una solución de iones polivalentes a la suspensión acuosa obtenida en c) y calentar;

secar la suspensión acuosa hasta obtener un polvo seco de partículas sólidas aglomeradas modificadas superficialmente;

redispersar las partículas sólidas secas en agua aplicando fuerzas disruptivas para evitar la formación de aglomerados;

emulsificar un líquido insoluble en agua empleando como emulsificante la suspensión obtenida en (f) y opcionalmente llevar la temperatura del sistema a más de 40°C;

adicionar una solución de cationes polivalentes a la emulsión estabilizada por partículas obtenida en el paso (g);

adicionar una solución de un polielectrolito cargado negativamente a la emulsión estabilizada por partículas obtenida en el paso (h) generando coloidosomas en suspensión;

repetir los pasos (h) e (i) para generar corazas de mayor estabilidad mecánica;

opcionalmente adicionar la emulsión estabilizada por partículas obtenida en el paso (g) a una emulsión de ácidos grasos saturados para generar corazas de mayor estabilidad mecánica; y

opcionalmente secar el coloidosoma en suspensión del paso (j) o (k) para obtener coloidosomas en polvo. Opcionalmente el secado del coloidosoma obtenido en el paso (j) o (k) puede hacerse en presencia de polielectrolitos.

Se describen detalladamente las características del proceso de elaboración de coloidosomas así como las características de los coloidosomas generados mediante dicho proceso. Estas características pueden intercambiarse entre sí para describir tanto al proceso como el coloidosoma.

Los sólidos insolubles en agua son nanopartículas, micropartículas o su combinación, los cuales preferiblemente deben generar carga superficial al ser dispersados en agua como producto de la disociación de sus grupos funcionales al interactuar con el agua u otro solvente prótico. En una modalidad preferida, los sólidos insolubles para el proceso de gelación iónica son minerales metálicos y no-metálicos u otros sólidos insolubles tales como filosilicatos, partículas poliméricas y sólidos insolubles obtenidos vía síntesis, extracción o por bioprocesos.

El diámetro de partícula del sólido insoluble en agua adecuado para el proceso de gelación iónica está entre 100 nm y varios milímetros. Se prefieren partículas sólidas compactas para el proceso de modificación superficial por gelación iónica, aunque también pueden ser empleadas otras morfologías. La concentración de sólidos en el sistema usualmente es inferior al 80%.

Los polielectrolitos formadoras de coraza son típicamente proteínas, polisacáridos o polímeros sintéticos cargados negativamente. En una modalidad preferida, las proteínas incluyen proteínas lácteas, proteínas de origen vegetal, gelatina, albúminas y sus mezclas. Sales de estas proteínas como caseinato de sodio y caseinato de calcio también pueden ser empleadas. Los polisacáridos útiles de ser empleados para la modificación superficial de los sólidos comprenden hidrocoloides como la goma arábiga, xantan, sales de alginato, derivados de celulosa, sales de pectinas, carrageninas, goma guar y sus mezclas.

Es necesario lograr una adecuada hidratación e interacción entre las macromoléculas y la superficie del sólido insoluble en agua, para lo cual es conveniente disminuir la temperatura del sistema a temperaturas inferiores a 10°C. Para inducir la gelación iónica de los polielectrolitos sobre la superficie del sólido insoluble, se adiciona una fuente de cationes polivalentes a la suspensión de sólidos en presencia de las macromoléculas. La fuente de cationes polivalentes es preferiblemente una sal soluble o ligeramente insoluble en agua. En una modalidad preferida, la fuente de cationes polivalentes es una solución de CaCL, a una concentración no mayor a 2 molar.

Una vez realizado el proceso de adsorción de las macromoléculas sobre la superficie del sólido insoluble, se aumenta la temperatura del sistema para inducir su gelación iónica, lo cual se logra a temperaturas cercanas a 25°C, aunque en algunos casos se puede requerir un aumento de la temperatura del sistema hasta 80°C. La suspensión de coloidosomas se seca posteriormente, preferiblemente mediante secado por aspersión, para generar partículas sólidas secas aglomeradas y modificadas superficialmente por el proceso de gelación iónica.

Los aglomerados de partículas sólidas son redispersados en agua, para luego generar partículas individuales mediante aplicación de fuerzas disruptivas como la cizalla o cambios de presión, sin excluir otras como la cavitación o colisión entre partículas. La suspensión acuosa de partículas sólidas desaglomeradas es empleada como sistema emulsificante de un líquido insoluble en agua con la aplicación de estas mismas fuerzas disruptivas.

La emulsión generada es estabilizada por las partículas adsorbidas en la interfaz líquida, las cuales confieren estabilidad coloidal y mecánica a las gotas de la emulsión. El tamaño típico de las gotas de la emulsión es diez veces o más el diámetro de la partícula estabilizante y la proporción aceite emulsificado:partículas estabilizantes está entre 0,1 :1 y 5: 1.

Una vez se genera la emulsión estabilizada por partículas, se procede a fijar las partículas sólidas para generar una coraza estable y, consecuentemente, producir el coloidosoma. Para esto, se adiciona una solución de un polielectrolito cargado negativamente previamente hidratado y, de ser necesario, enfriado a temperaturas inferiores a 10°C. Posteriormente se induce la formación de una película estabilizadora de las partículas adsorbidas sobre las gotas de la emulsión mediante la adición de una fuente de cationes divalentes.

También es posible efectuar la fijación de las partículas mediante adición de agentes entrecruzantes, tratamiento térmico, coacervación u otros métodos. En una modalidad preferida, el agente entrecruzante se selecciona del grupo que consiste de alcoholes, aldehidos (v.g. glutaraldehido), vinilos, cetonas, proteínas y enzimas (v.g. transglutaminasa). La fijación de las partículas mediante tratamiento térmico debe inducir la floculación o la coalescencia de las partículas sobre la interfaz de las gotas de la emulsión.

Una vez fijadas las partículas sobre la interfaz líquida, se procede al secado de los coloidosomas para generar un polvo seco de coloidosomas, preferiblemente mediante secado por aspersión. Otros métodos como la liofilización o secado en bandeja son igualmente viables para el secado de los coloidosomas. Dependiendo de las condiciones del proceso de secado, se pueden generar coloidosomas individuales o aglomerados de coloidosomas. La estabilidad mecánica de los coloidosomas en la dispersión acuosa permite conservar la integridad de la coraza durante el secado, generando coloidosomas en forma de polvo con una eficiencia de recuperación mayor al 70%.

Los siguientes ejemplos ilustran la invención, sin estar el concepto inventivo restringido a los mismos.

EJEMPLOS

EJEMPLO 1. Elaboración de coloidosomas de ácido oleico con partículas de carbonato de calcio de tamaño micrométrico.

Se prepararon 540 g de una solución de caseinato de sodio (5% p/p) mediante hidratación por más de 2 horas y enfriamiento a 5°C y ajustando el pH a 6,5. De forma paralela, se prepararon 412 g de una suspensión de carbonato de calcio (67,0% p/p y tamaño promedio de partícula de 3 μπι), se ajustó el pH a 6,5 y se enfrió a 5°C. Esta suspensión se mezcló con la solución de caseinato de sodio mediante agitación mecánica. Posteriormente, se adicionaron 48 g de una solución de cloruro de calcio (4,1% p/p), se elevó la temperatura de todo el sistema a 25°C y se secó en un secador por aspersión a una temperatura de entrada de 200°C, succión de 40 m /h, bomba de alimentación a 8mL/min y un flujo de aire de entrada de 1200 L/h, para obtener así carbonato de calcio microencapsulado.

Las partículas aglomeradas secas de carbonato de calcio fueron redispersadas en agua para formar una suspensión al 30% (p/p) que posteriormente fue molida en un molino de perlas durante al menos 30 minutos, logrando así la destrucción de los aglomerados de carbonato de calcio. La FIG 1 muestra el cambio de tamaño de partícula del sistema aglomerado y del sistema molido en suspensión. Para elaborar la emulsión estabilizada con partículas, se tomaron 100 g de la suspensión de carbonato de calcio (30%) de partículas desaglomeradas, se mezclaron con 15 g de ácido oleico, y se diluyó con agua para obtener un sistema con un 70% de agua. Este sistema se homogenizó mediante aplicación de alta cizalla empleando un equipo rotor- estator a 15000 rpm durante 10 minutos, después de los cuales se adicionaron 0,3 g de CaCl ₂ .

La adsorción de las partículas sobre la interfaz líquida se corroboró por microscopía óptica (FIG 2), donde se evidencia la formación de gotas de emulsión estabilizadas con micropartículas de carbonato de calcio. La distribución de tamaño de partícula de este sistema se muestra en la FIG 3. Luego, se tomaron 100 g de la emulsión estabilizada con partículas y se le adicionaron 3 g de caseinato de sodio, se agitó durante 2 horas y se enfrió a 5°C. Finalmente, se adicionaron 0,22 g de NaCl y se aumentó la temperatura del sistema hasta 25 °C. La suspensión de coloidosomas se secó por aspersión a una temperatura de entrada de 180°C, succión de 30 m ³ /h, bomba de alimentación con velocidad de 6 mL/min y flujo de aire de entrada de 1000 L/h.

La formación de los coloidosomas secos se evidenció en las microfotografías electrónicas de barrido de la FIG 4. La distribución de tamaño de partícula se presenta en la FIG 5. El contenido de ácido oleico fue corroborado mediante análisis termogravimétrico (FIG 6), donde se observó un contenido encapsulado en el coloidosoma de aproximadamente el 28%. Ejemplo 2. Elaboración de coloidosomas de aceite de girasol con partículas de dióxido de titanio de tamaño sub-micrométrico.

200 g de dióxido de titanio fueron dispersados en 200 g de una solución de caseinato de sodio (0,5% p/p), usando un dispersor tipo cowles durante 32 minutos a 5°C. A esta suspensión se le adicionaron 341 g de una solución de caseinato de sodio (6,22% p/p) hidratada previamente durante más de 2 horas y manteniendo la temperatura de 5°C y pH ajustado en 6,5, para generar un sistema con una concentración de solidos del 30%. De la suspensión anterior, se tomaron 200 g y se le adicionaron 32,8 g de una solución de CaCi ₂ (5,0% p/p), se elevó la temperatura del sistema de 5°C a 25°C y se secó en un secador por aspersión con una temperatura de entrada de 200°C, succión de 40 m ³ /h, bomba de alimentación con un flujo de 8 mL/min y flujo de aire de entrada de 1200 L/h, para obtener así dióxido de titanio microencapsulado.

Las partículas aglomeradas secas de dióxido de titanio se redispersaron en agua para formar una suspensión al 30% (p/p), la cual posteriormente fue molida en un molino de perlas durante al menos 30 minutos para destruir los aglomerados de dióxido de titanio. La FIG 7 muestra el cambio de tamaño de partícula del sistema aglomerado y del sistema molido.

Para elaborar la emulsión estabilizada con partículas, se tomaron 100 g de la suspensión de dióxido de titanio (30%) de partículas desaglomeradas, se mezclaron con 30 g de aceite de girasol y se homogenizó el sistema mediante aplicación de alta presión (1000 bar). La adsorción de las partículas sobre la interfaz líquida se corroboró por microscopía óptica (FIG 8), donde se evidencia la formación de gotas de emulsión estabilizadas con micropartículas de dióxido de titanio. La distribución de tamaño de partícula de este sistema se muestra en la FIG 9.

Posteriormente, se tomaron 100 g de la emulsión de aceite de girasol estabilizada con partículas y se adicionaron 3 g de caseinato de sodio. La suspensión de coloidosomas fue secada por aspersión a una temperatura de entrada de 180°C, una succión de 30 m /h, bomba de alimentación con velocidad de 6 mL/min y un flujo de aire de entrada de 1000 L/h.

La formación de los coloidosomas secos se pudo evidenciar con las microfotografías electrónicas de barrido mostradas en la FIG 10, en tanto que la distribución de tamaño de partícula se muestra en la FIG 11. El contenido de aceite de girasol fue corroborado mediante análisis termogravimétrico (FIG 12), donde se observó un contenido de aceite de girasol encapsulado en el coloidosoma cercano al 32%. Ejemplo 3. Elaboración de coloidosomas de una mezcla de mono y diglicéridos con partículas de fosfato de calcio micrométrico.

Se prepararon 540 g de una solución de caseinato de sodio (5% p/p) mediante hidratación por más de 2 horas y ajuste de pH a 6,5. De forma paralela, se prepararon 412 g de una suspensión de fosfato de calcio (67% p/p y tamaño promedio de partícula de 3 μπι) y con ajuste de pH a 6,5, la cual se mezcló con la solución de caseinato de sodio manteniendo agitación mecánica.

Posteriormente, se adicionaron 48 g de una solución de CaCl ₂ (4,1% p/p) a 25 °C y se secó la mezcla en un secador por aspersión a una temperatura de entrada de 200°C, succión de 40 m /h, bomba de alimentación con velocidad de 8 mL/min y un flujo de aire de entrada de 1200 L/h, para obtener así fosfato de calcio microencapsulado.

Las partículas aglomeradas secas de fosfato de calcio fueron redispersadas en agua para obtener una suspensión al 25% (p/p), la cual luego fue molida en un molino de perlas durante al menos 30 minutos para destruir los aglomerados de fosfato de calcio. La FIG 13 muestra el cambio de tamaño de partícula del sistema aglomerado y del sistema molido. Para elaborar la emulsión estabilizada con partículas, se tomaron 100 g de la suspensión de carbonato de calcio (25%) de partículas desaglomeradas y se calentó hasta 55 °C. De forma paralela 25 g de una mezcla de mono y diglicéridos se calentaron hasta 55°C y se añadieron lentamente a la suspensión de partículas desaglomeradas aplicando agitación a 15000 rpm utilizando un equipo rotor-estator.

La adsorción de las partículas sobre la interfaz líquida se corroboró por microscopía óptica (FIG 14), donde se evidencia la formación de gotas de emulsión estabilizadas con micropartículas de fosfato de calcio. La distribución de tamaño de partícula de este sistema se presenta en la FIG 15. Finalmente, se añadieron 50 g de una solución de caseinato de sodio 10% (p/p) y 8,0 g de una solución de CaCI ₂ dihidratado al 5% (p/p). La suspensión de coloidosomas es secada por aspersión a una temperatura de entrada de 180°C, succión de 30 m ³ /h, bomba de alimentación con velocidad de 6 mL/min y flujo de aire de entrada de 1000 L/h. La formación de los coloidosomas secos se evidenció en las microfotografías electrónicas de barrido (FIG 16), con una distribución de tamaño de partícula presentada en la FIG 17. El contenido de mono y diglicérido fue corroborado mediante análisis termogravimétrico (FIG 18), donde se observó un contenido de material encapsulado cercano al 37%.

Ejemplo 4. Elaboración de coloidosomas de aceite de cañóla con partículas de caolín micrométrico y reforzado con ácidos grasos Se prepararon 500 g de una suspensión mezclando 200 g de caolín con 295 g de solución de caseinato de sodio en un dispersor tipo cowles a 1000 rpm. A la suspensión resultante que presenta un 40% de material sólido, se le ajustó el pH a 6,5 y se agregaron 166,7 g de una solución de caseinato de sodio (9% p/p) con agitación y 5°C durante 2 horas y se agregaron 30 g de solución de CaC . dihidratado (5%p/p) manteniendo 5°C de temperatura.

Posteriormente, se elevó la temperatura de todo el sistema a 25°C y se secó en un secador por aspersión a una temperatura de entrada de 200°C, succión de 40 m ^J /h, bomba de alimentación a 8 mL/min y flujo de aire de entrada de 1200 L/h. Se tomaron 30 g de material solido obtenido por secado por aspersión, se dispersaron en 70 g de agua y se agitó durante 2 minutos a 15000 rpm utilizando un equipo rotor-estator. La FIG 19 muestra el cambio de tamaño de partícula del sistema aglomerado y del sistema molido.

El sistema obtenido se diluyó agregando 85 g de agua y luego se dispersaron 60 g de aceite de cañóla empleando un dispersor tipo rotor-estator a 12000 rpm manteniendo la agitación por dos minutos después de la adición total del aceite. La adsorción de las partículas sobre la interfaz líquida se corroboró por microscopía óptica (FIG 20), donde se evidencia la formación de gotas de emulsión estabilizadas con micropartículas de caolín. La distribución de tamaño de partícula de este sistema se presenta en la FIG 21. A la suspensión de coloidosomas se le agregaron 55 g de solución de caseinato de sodio (10% p/p) aplicando agitación a 500 rpm y calentando el sistema entre 40°C y 50°C durante 5 minutos. Luego, este sistema se enfrió a 5°C manteniendo la agitación para luego agregar 8 g de solución de CaCl ₂ dihidratado. Se elevó la temperatura del sistema a 25°C y se secó por aspersión a una temperatura de entrada de 180°C, succión de 30 m /h, bomba de alimentación con velocidad de 6 mL/min y un flujo de aire de entrada de 1000 L/h. El producto seco está conformado de gotas de aceite de cañóla recubiertas por partículas de caolín, como se muestra en las microfotografías SEM (FIG 22).

Alternativamente, los coloidosomas de aceite de cañóla con coraza de partículas de caolín pueden ser reforzados con una coraza grasa. Para esto, se preparó una emulsión empleando 20 g de una mezcla 1 : 1 en masa de ácido esteárico/acido palmítico y 180 g de agua, homogenizados a una temperatura superior a 70°C por 5 minutos con un dispersor rotor-estator (12000 rpm). Se tomaron 100 g de una suspensión de coloidosomas con 110 g de emulsión de ácidos grasos a 70°C y mediante agitación mecánica se dispersaron con un dispersor (500 rpm) y luego se dejó enfriar hasta temperatura ambiente. Los coloidosomas recubiertos con compuestos grasos se evidencian en la microfotografía óptica de la FIG 23. Este sistema posteriormente se lleva a una temperatura de 5°C, para luego continuar con el proceso ya descrito anteriormente para obtener microcápsulas secas reforzadas con una capa de grasa saturada, como se puede observar en la microfotografía SEM de la FIG 24. El contenido de aceite de cañóla fue determinado mediante análisis termogravimétrico (FIG 25), donde se observó un contenido de material encapsulado cercano al 36%. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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