Desarrollo de microencapsulados por SPRAY DRYING a partir de frutos de mora de castilla (Rubus glaucus Benth)

En este trabajo se estandarizó el proceso de microencapsulación de antocianinas de mora, desarrollado en tres etapas; en la primera etapa se adecúo la proporción entre la mezcla fruta:agente encapsulante:agua y el flujo de entrada de la mezcla. La mezcla escogida fue Fruta:agente encapsulante:agua en relación 1:1:1, p/p/v, a una velocidad de procesamiento de 485 mL/h, porque se obtuvo mayor eficiencia del material procesado. En la segunda etapa se realizó un diseño factorial (8 x 2 x 2); para evaluar la relación directa entre los agentes encapsulantes (maltodextrina DE 20, goma arábiga, almidón de maíz, almidón de yuca, Capsul® TA, HI-CAPTM 100, maltodextrina DE 20/goma arábiga 1:1 p/p, maltodextrina DE 20/almidón de maíz 1:1 p/p), el diámetro interno de las boquillas de aspersión (d.i. 1,0 y 2,0 mm) y la temperatura de entrada (130 y 120 °C). La tercera etapa comprendió una caracterización detallada de los diferentes microencapsulados de mora obtenidos a partir de un diseño factorial reducido (9 x 1 x 2), en el cual se evaluaron 6 agentes encapsulantes y 3 mezclas de estos (maltodextrina DE 20, goma arábiga, almidón de maíz, almidón de yuca, Capsul® TA, HI-CAPTM 100, maltodextrina DE 20/goma arábiga 1:1 p/p, maltodextrina DE 20/almidón de maíz 1:1 p/p, maltodextrina DE 20/almidón de yuca 1:1 p/p) y dos boquillas de aspersión (d.i. 1,0 y 2,0 mm) a una temperatura de entrada de 120 °C. El 94 % de los sólidos presentaron un valor de actividad de agua (aw) entre 0,199 y 0,422; los encapsulados de mora que presentaron un mayor contenido de antocianinas monoméricas fueron en los que se usaron en su orden: Hi-CapTM 100, almidón de yuca + maltodextrina DE 20, maltodextrina DE 20, Capsul® TA y almidón de yuca. Con base en los resultados de análisis sensorial los microencapsulados que recuerdan el aroma y el sabor de la fruta fueron aquellos en los que se usó como agentes encapsulantes HI-CAPTM 100 y maltodextrina DE 20. En un análisis térmico se encontró que todos los microencapsulados de mora presentaron estabilidad térmica hasta los 150 °C. Los microencapsulados de mora en el rango de temperaturas de 150 °C a 200 °C presentan una pérdida de masa de aproximadamente 5 %. En los ensayos de estabilidad en condiciones extremas (4, 50 °C y temperatura ambiente, y 75 y 95 % de humedad relativa) y normales (temperatura ambiente y 60 % de humedad relativa), se encontró que los microencapsulados de mora no soportan ambientes húmedos (con humedad relativa mayor a 70 %) y tampoco ser almacenados a temperaturas superiores a 35 °C, ya que se hidratan fácilmente; sin embargo, a condiciones de almacenamiento normales estos no sufren alteraciones en su apariencia ni tampoco en su concentración de antocianinas monoméricas durante 6 meses. Mediante el uso de HPLC-MS y por comparación con estándares externos, se logró identificar en extracto de mora y en disoluciones de los microencapsulados de mora. la cianidina-3-O-(2’’-O-β-xilosil-6’’-O-α-ramnopiranosil-β-glucopiranósido) y la cianidina-3-O- (6’’-O-α-ramnopiranosil-β-glucopiranósido. Adicionalmente, por medio de HS-MEFS de los microencapsulados obtenidos con HI-CAPTM 100, y maltodextrina DE 20, posteriormente análisis por CG se comprobó la eficiente encapsulación de compuestos volátiles. Con esta investigación se logró el desarrollo de dos productos promisorios a partir de mora de Castilla, que presumen el sabor y el aroma característico de la fruta. Estos productos pueden ser sometidos a un estudio de aplicación en alimentos o a un estudio de modelamiento para escalar su producción a nivel de planta piloto o industrial.Abstract. In this work was standardized the process of microencapsulation of anthocyanins from Andes berry, developed in three phases, the first phase, the ratio of the mixture fruit:encapsulant:water was selected for the inflow of the mix. The mixture chosen was Fruits:encapsulant:water 1:1:1, w/w/v, at a processing speed of 485 mL/h, because greater efficiency of the processed material was obtained. In the second stage, a factorial desing (8 x 2 x 2 ) was performed to assess the direct relationship between the encapsulating agents (maltodextrin DE 20, gum arabic, corn starch, cassava starch, Capsul ® TA, HI- CAPTM 100, maltodextrin DE 20/gum arabic 1:1 w/w maltodextrin DE 20/corn starch 1:1 w/w), the internal diameter of the spray nozzles (1.0 and 2.0 mm i.d.) and the inlet temperature (130 to 120 °C). The third stage comprised a detailed characterization of the different microencapsulated of Andes berry obtained from a reduced factorial design (9 x 1 x 2) where were evaluated six encapsulants and 3 mixtures of these (maltodextrin DE 20, gum arabic, corn starch, cassava starch, Capsul ® TA, HI-CAPTM 100, maltodextrin DE 20/gum arabic 1:1 w/w maltodextrin DE 20/corn starch 1:1 w/w maltodextrin DE 20/cassava starch 1:1 w/w) and two spray nozzles (1.0 and 2.0 mm i.d.) an inlet temperature of 120 °C. The 94 % of solid showed a value of water activity (aw) between 0,199 and 0,422; the Andes berry encapsulated with a higher content of monomeric anthocyanins were where they were used, in order: Hi-CapTM 100, cassava starch + maltodextrin DE 20, maltodextrin DE 20, Capsul ® TA and cassava starch. Based on the results of sensory analysis, microencapsulated who remember the aroma and flavor of the fruit were those in which it was used as encapsulants and HI-CAPTM 100 and maltodextrin DE 20. In a thermal analysis it was found that all Andes berry microencapsulated had thermal stability up to 150 °C. The Andes berry microencapsulated, in the temperature range of 150 °C to 200 °C show a mass loss of about 5 %. In stability tests under extreme conditions (4, 50 °C and room temperature, and 75 and 95 % relative moisture) and normal (ambient temperature and 60 % relative humidity,), it was found that Andes berry microencapsulated not withstand wet conditions environments (relative humidity higher than 70 %) and not be stored at temperatures above 35 °C as easily hydrated, however, at normal storing conditions, they remain unchanged in appearance and content monomeric anthocyanins over 6 months. By using HPLC-MS and by comparison with external standards was identified in Andes berry extract and microencapsulated solutions of the Andes berry the cyanidin-3-O-(2''-O- β-xylosyl-6''-O-α-rhamnopyranosyl-β-glucopyranoside) and cyanidin-3-O-(6''-O-α- rhamnopyranosyl-β-glucopyranoside. Additionally, through the HS-SPME, microencapsulated obtained with HI- CAPTM 100, and maltodextrin DE 20, then analysis by GC, the efficient encapsulation of volatile compounds was found. With this research the development of two promising products from Andes berry was achieved, who presume the characteristic flavor and aroma of the fruit. These products may be subject to an implementation study on food or a modeling study to scale production to pilot plant or industrial.Maestrí