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nanoencapsulacion

Published on: Mar 3, 2016
Published in: Technology      Travel      Health & Medicine      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - nanoencapsulacion

  • 1. Evaluación de la obtención denanoencapsulados confines alimentarios ainiaCasas, E., García-Reverter J., Rivera, D., García, M.
  • 2. Introducciónlas asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a Nanotecnología en el sector alimentariocorto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias alservicio de la empresaLa nanotecnología se ocupa de la caracterización, fabricación ymanipulación de estructuras con tamaños entre 1 y 100 nm y abarcala capacidad de medir, modelar y controlar los materiales en estaescala. Source: US National Cancer Institute Su potencial deriva de las propiedades inusuales de los materiales a escala nano como una elevada superficie específica y la capacidad de superar barreras biológicas.
  • 3. Introducciónlas asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a Nanotecnología en el sector alimentariocorto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias alservicio de la empresaEL potencial de la nanotecnología ha sido ampliamente reconocidopor diversos sectores como el electrónico, biomédico, farmacéutico,cosmético, energético, catalítico o de materiales. Sin embargo suimpacto en el sector alimentario ha sido limitado hasta la fecha.Entre las aplicaciones alimentariasmás prometedoras destacan:Desarrollo de nuevos ingredientesfuncionalesDesarrollo nuevos envasesUtilización de nanosensores Alonso, y Sanchez, 2006. Nanociencia y nanotecnología, Nº34Nanocéuticos encapsulados
  • 4. Índice EVALUACIÓN DE LA OBTENCIÓN DE NANOENCAPSULADOS CON FINES ALIMENTARIOSVentajas de la encapsulación aplicada en alimentaciónTipología de sustancias a emplear: núcleos y recubrimientosTecnologías de producción de nanoencapsuladosTecnologías de caracterizaciónAspectos regulatorios relativos a la aplicación denanoencapsulados en alimentación
  • 5. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarioslas asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a Ventajas de la nanoencapsulación aplicada en alimentacióncorto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias alservicio de la empresaLas ventajas principales de la encapsulación en el sector alimentariose pueden agrupar en: Protección de componentes alimentarios sensibles, como aromas, vitaminas frente a agentes externos como el oxígeno, temperatura, o la luz. Aislamiento de componentes específicos, frente a otros ingredientes o componentes de la matriz alimentaria, evitando reacciones no deseadas Enmascaramiento de olores y sabores desagradables de ingredientes concretos Prolongación de la dosificación de un ingrediente de manera prolongada en el tiempo Liberación selectiva de un ingrediente en determinadas condiciones predefinidas, como un determinado pH o temperatura concreta.
  • 6. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarioslas asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a Ventajas de la nanoencapsulación aplicada en alimentacióncorto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias alservicio de la empresaConcretamente, alcanzar escala de Nanoencapsulación: Aumento de la superficie específica Aumento de los tiempos de residencia en el tracto gastrointestinal Mayor posibilidad de penetración en los tejidos y capilares Mejora de la eficiencia de liberación y absorción de los compuestos activos en los lugares de interés del organismo.
  • 7. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tipología de sustancias a emplear: núcleos y recubrimientos Núcleos: ingrediente o principio activo, al que se pretende dotar de alguna de las ventajas asociadas a la nanoencapsulación. Recubrimientos: Materiales mediante los cuales se aporta al núcleo estas características concretas en el proceso de nanoencapsulación Nanooesfera: Recubrimiento erosionable Nanoesfera: Recubrimiento permeable Nanocápsula: Recubrimiento permeablewww.psrc.usm.edu/TRG/research/nano.html
  • 8. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tipología dede sustancias emplear: núcleos y recubrimientos Tipología sustancias a a emplear: núcleos y recubrimientos¿Qué encapsular? Tipos de núcleosCompuestos activos. Sensibles frente a factores externos. Fácilmente degradables.Interés de liberación prolongada o en determinadas condiciones ambientales.Ingredientes con baja biodisponibilidad. Aceites y Vitaminas y ácidos Extractos y minerales grasos compuestos Vit A Omega-3 bioactivos Vit B (B1, B2, (DHA/EPA/ALA) Aminoácidos B9, B12) Aceite de pescado Colina Vit. C, Vit E Aceites esenciales Tocotrienoles Fe, Cu, Mg, Zn Enzimas Aromas Menta Colesterol oxidasa Limón albahaca Lacasa Tomillo
  • 9. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tipología dede sustancias emplear: núcleos y recubrimientos Tipología sustancias a a emplear: núcleos y recubrimientos ¿Con qué encapsular? Tipos de recubrimientos ASPECTO FUNDAMENTAL: SELECCIÓN DEL RECUBRIMIENTO Definirá el mecanismo de liberación Efecto final del producto Compatibilidad con el núcleo y con la matriz Íntimamente relacionado con la tecnología de encapsulaciónTIPO DE RECUBRIMIENTOS EJEMPLOSGOMAS goma arábiga, agar, alginato, carragenatosCARBOHIDRATOS Almidón, amilosa y amilopectina quitosanoCELULOSAS Carboximetil-celulosa, metilcelulosa, etilcelulosa, nitrocelulosa, acetilcelulosaLÍPIDOS Y ÁCIDOS GRASOS Ceras, parafinas, tristearina,ácido esteárico,monoglicéridos, diglicéridos, aceites, grasasPROTEINAS Gluten, caseína, albúmina
  • 10. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de producción de nanoencapsulados Estrategias Top-down Estrategias Bottom-up 1. Núcleos 2. Recubrimientos 3. Propiedades finalesProcesos basados en fenómenos físicos: Secado por atomización,enfriamiento por atomización, recubrimiento en lecho fluido, deposiciónelectrostáticaProcesos basados en fenómenos químicos: Coacervación,polimerización, incompatibilidad polimérica, gelificación iónica, térmicaProcesos basados en fenómenos físico-químicos: Inclusión molecular,formación de liposomas, micelas, nanotransportadores lipídicos,fluidos supercríticos
  • 11. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de producción de nanoencapsulados Procesos físicos: Secado por atomización/ enfriamiento por atomización Nanopartículas de quitosanoAtomizador de dos fluidos, rotativo, a presión, ultrasonidos. por atomizaciónEsquema proceso Spray drying. BUCHI.
  • 12. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de producción de nanoencapsuladosProcesos basados en fenómenos físicos y químicos: Fluidos supercríticos: RESS, SAS, PGSS... Partículas coprecipitación SAS Caroteno PLA Partículas por Inclusión molecular ciclodextrinas
  • 13. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de producción de nanoencapsuladosProcesos basados en fenómenos físicos y químicos: Inclusión molecular o formación de nanocomplejosComplejos de cilcodextrinas Dímero de β-lactoglobulina bovina complejada con retinol. b) Dímero de β-lactoglobulina bovina unida a dos moléculas de palmitato (C16:0). Fuente: http://www.rcsb.org Formación de micelas, formación de liposomas www.psrc.usm.edu/TRG/research/nano.html
  • 14. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de producción de nanoencapsuladosProcesos basados en fenómenos químicos: Evaporación emulsiones, coacervación, reacciones de polimerización, gelificación iónica o térmica
  • 15. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarioslas asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a Tecnologías de caracterizacióncorto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias alservicio de la empresaEl efecto de productos nanoencapsulados en la dieta depende demuchos aspectos específicos del material, además de lascaracterísticas químicas del producto empleado:Tamaño de partícula y su distribución de tamañosÁrea interfacialPropiedades superficiales de las partículasEstado de agregación del conjunto de partículasEstas propiedades afectan a su comportamiento en el organismo, encuanto a:Grado de penetración de las nanopartículas en el organismoPuntos de penetraciónla posible acumulaciónMigración de las nanopartículas en el organismo
  • 16. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de caracterización¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterizaciónAspecto crítico requiere desarrollos específicamente adaptados acada caso concreto.La legislación y aspectos regulatorios dependen directamente deldesarrollo y adaptación de las técnicas de caracterización a escalananométrica.Las técnicas de caracterizaciónbásicas deben adaptarse para teneren consideración:la propiedad final que se deseaevaluarel tipo de recubrimientoel medio o matriz en el que seencuentran las nanopartículas Fuente: Malvern Instruments
  • 17. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de caracterización¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterizaciónCaracterización morfológica: microscopía electrónica de barrido SEM
  • 18. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de caracterización¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterización Distribución de tamaño de partículas: difracción de luz Potencial Z: Potencial Z Estabilidad del coloide De 0 a ± 5 Coagulación o floculación rápida De 10 a ± 30 Inestabilidad incipiente De 30 a ± 40 Estabilidad moderada De 40 a ±60 Buena estabilidad Más de ±61 Estabilidad excelenteFuente: Zeta Potential of Colloids in Water and Waste Water, ASTM Standard D 4187-82, American Society for Testing and Materials, 1985.
  • 19. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios Tecnologías de caracterización¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterización Requieren desarrollo de Caracterización química y funcional procedimientos específicos en función del uso final Estudios de liberación -Análisis químico: HPLC, GC-MS Estudios de estabilidad Tachaprutinun, et al. 2009 Higuera-Ciapara, et al. 2004
  • 20. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios las asistencias tecnológicas (ATE)a la aplicación orientados a un resultado a Aspectos regulatorios relativos son servicios de nanoencapsulados en alimentación corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al servicio de la empresaAunque se menciona en determinados reglamentos, no existe unanormativa específica, por lo que su aplicación se debe regir por lareglamentación habitual.Se hace mención específica a la nanotecnología en el Reglamento CE1333/2008: necesidad de someter los aditivos alimentarios ya autorizadosa la evaluación de la Autoridad, cuando se elaboren con métodos deproducción o mediante el uso de materias primas significativamentediferentes de los incluidos en la determinación de riesgo, incluyendomención específica a la nanotecnología en la definición del calificativo“significativamente diferente”.artículo 12 del citado reglamento, donde se especifica que el aditivoalimentario en el que se produce un cambio en el tamaño de las partículas,por ejemplo mediante nanotecnología, se considera un aditivo diferente, yantes de que pueda comercializarse deberá incluirse una nueva entrada enlas listas comunitarias o una modificación de las especificacionesNUEVOS ALIMENTOS DEBE QUEDAR DEMOSTRADA SU INOCUIDAD AMPLIO CAMPO DE INVESTIGACIÓN
  • 21. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentariosLa nanoencapsulación de sustancias alimentarias, es unasolución para el empleo de aditivos alimentarios querequieren un aislamiento del medio en el que se pretendeemplearEl modo de liberación del principio activo dependefundamentalmente de la forma de la nanopartícula, delmaterial empleado como encapsulante, y del método deencapsulaciónLa selección de la metodología más apropiada a cadacaso es el punto clave para la consecución de losobjetivos deseados
  • 22. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentariosExiste una gran variedad de sustancias susceptibles deencapsular con una amplia diversidad de funciones.Del mismo modo, la disponibilidad de materiales a emplearcomo encapsulantes es muy diversa, lo que permiteseleccionar de manera específica las propiedades que sepretende aportar a cada caso concreto.la evaluación de nanopartículas encapsuladas es algocomplejo y requiere el desarrollo o adaptación de métodos enfunción de los parámetros que se precisa evaluar en cadacasolos métodos de caracterización son necesarios también paraevaluar el efecto biológico de las partículasReforzar las investigaciones dado que desde el punto de vistaregulatorio se está poniendo el acento en la seguridad einocuidad de los productos sobre la salud de los consumidores
  • 23. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios ¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN¡¡Ministerio de Ciencia e innovación: Proyecto consorciadoDINAMO IAP-060100-2008-23 . “Desarrollo de nanoencapsulados para usoalimentario”. Participan junto con AINIA: Cartif (coordinador), Azti, CNTA e InbiotecDatos de contacto: jdrivera@ainia.es tfno. 961366090
  • 24. Evaluación de la obtención denanoencapsulados confines alimentarios ainiaCasas, E., García-Reverter J., Rivera, D., García, M.

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