Análisis Termodinámico para establecer condiciones de almacenamiento de geles de mucílago de nopal-alginato de sodio que contienen aceite de ajonjolí

Abstract

Los ácidos grasos poliinsaturados representan una gran fuente de Omega 3 y Omega 6, un ejemplo de ello es el aceite de ajonjolí, quien presenta un alto contenido de Omega 6. Sin embargo, el manejo de este aceite es muy difícil durante su procesamiento y almacenamiento, debido a la tendencia que tiene a degradarse por factores ambientales, por lo que es imperativo encontrar condiciones de almacenamiento adecuadas, con la finalidad de aprovechar al máximo los nutrientes que este producto aporta a la salud humana. Por lo que el objetivo del presente trabajo de investigación consistió en llevar a cabo un estudio termodinámico de los geles conformados por mucílago de nopal con alginato de sodio (MN-AS) que contienen aceite de ajonjolí (Sesamum indicum L.) obtenidos mediante gelación iónica, para establecer condiciones de almacenamiento. Como primera parte del trabajo, se extrajo y se obtuvo el mucílago de nopal seco a partir de los cladodios de nopal, que junto con el alginato de sodio conformaron el material de pared; mientras que por el método de prensando en frío, se extrajo el aceite de ajonjolí que fue empleado como el material a encapsular. Como segunda parte, se establecieron 3 sistemas gelificantes, empleando las siguientes concentraciones de mucílago de nopal - alginato de sodio (MN-AS): Sistema 1 (Concentración de MN-AS 0:2 % p/v), sistema 2 (Concentración de MN-AS 1:1 % p/v) y sistema 3 (Concentración MN-AS 1.25:0.75 % p/v). Posteriormente se prepararon emulsiones aceite en agua (O/W), y se obtuvieron los geles en forma de esferas mediante el proceso de gelación iónica. Para la tercera parte, se acondicionaron los geles obtenidos de los tres sistemas a tres temperaturas (25, 35 y 45 ºC), con diferentes actividades de agua en el intervalo de 0.11 a 0.85 con el propósito de obtener isotermas de adsorción experimentales por medio del método gravimétrico. Los datos experimentales de las isotermas de adsorción se ajustaron al modelo de GAB, y posteriormente se determinaron las propiedades termodinámicas por métodos diferenciales e integrales (entalpía, entropía y energía libre de Gibbs). Los datos experimentales se ajustaron satisfactoriamente al modelo de Guggenheim-Anderson-De Boer (GAB), obteniendo un módulo de desviación relativo promedio (E) menor del 5% para los 3 sistemas MN-AS formulados. La determinación de los parámetros del modelo de GAB (M0, C, K) se llevó a cabo mediante un análisis de regresión no-lineal con el software Polymath versión 6.0. Se realizó un análisis termodinámico, determinando las propiedades termodinámicas diferenciales e integrales (entalpía, entropía y energía libre de Gibbs) a las temperaturas de 25, 35 y 45 ºC, con el objetivo de conocer cuál de los 3 sistemas presenta mayor estabilidad y cómo es el comportamiento de los geles MN-AS en diferentes ambientes. De acuerdo con la entropía integral mínima, para el sistema 1 se observaron actividades de agua (aw) de 0.283-0.386 con un contenido de humedad de 2.619-2.717 kg H2O/100 kg s.s.; para el sistema 2 se tienen actividades de agua (aw) de 0.402-0.505 con un contenido de humedad de 5.850-6.043kg H2O/100 kg s.s.; finalmente para el sistema 3 actividades de agua (aw) de 0.377-0.460 con un contenido de humedad de 5.997-6.192kg H2O/100 kg s.s. De acuerdo al planteamiento metodológico, se puede concluir que el sistema 3 (Concentración MN-AS 1.25:0.75 % p/v) presentó mejor estabilidad que los sistemas 1 y 2, ya que presenta el valor de entropía integral más bajo. Empleando estas concentraciones de MN-AS, se obtiene un mejor material de pared para la microencapsulación de aceite de ajonjolí (Sesamum indicum L.).