Optimización del proceso de microencapsulación de aceite de ajonjolí (Sesamum indicum L.) empleando el método de superficie de respuesta

Abstract

El objetivo de este trabajo fue optimizar el proceso de microencapsulación mediante secado por aspersión del aceite de ajonjolí empleando el método de superficie de respuesta. Se elaboró un diseño experimental factorial 3k, donde las variables de proceso fueron la fracción volumétrica dispersa (fi O/W), la relación de material de pared respecto al material encapsulado (Wa:Co), y la temperatura de entrada de secado (T). Las variables de respuesta fueron: los porcentajes de aceite superficial en las microcápsulas (SOM%), la eficiencia de encapsulamiento (EE%), el contenido de ácido linoleico (LAC%) y el contenido de humedad (MC%). Las emulsiones se prepararon con tres niveles de fracción volumétrica dispersa (0.05, 0.10 y 0.15), y tres diferentes relaciones de material de pared respecto al material encapsulado (1:1, 2:1 y 3:1) empleando una mezcla de goma de mezquite (GM) y maltodextrina DE-10 (MD) (GM66%-MD34% w/w) como materiales encapsulantes. Las microcápsulas conteniendo aceite de ajonjolí se obtuvieron mediante secado por aspersión. Los resultados experimentales se procesaron en el software estadístico Minitab versión 17.0 para obtener un modelo matemático que correlacionará los datos experimentales, este modelo fue un polinomio de segundo orden, el cual indicó que para las 4 variables de respuesta, la variable independiente que influyó en el proceso de microencapsulación de aceite de ajonjolí fue la fracción volumétrica dispersa. El porcentaje de aceite superficial y eficiencia de encapsulamiento varió de 6.67- 37.23 % y 62.37% - 93.37% respectivamente, estos valores indicaron que la cantidad de material de pared presente en las emulsiones fue capaz de emulsionar y retener el aceite utilizado de manera eficiente El contenido de ácido linoleico en el aceite de ajonjolí encapsulado mostró no ser afectado por la etapa del secado por aspersión, ya que permaneció en un intervalo de 47.684%-50.399% muy similar al valor del aceite de ajonjolí sin encapsular que fue del 50.4%. Los valores de contenido de humedad se obtuvieron en un intervalo de 2.479 - 5.678%. La mayoría de las microcápsulas no mostraron grietas o fisuras aparentes, asegurando una baja permeabilidad para los aceites y compuestos volátiles, por lo tanto, proporcionar protección y mayor retención del material de núcleo. Las condiciones óptimas para el proceso de microencapsulación del aceite de ajonjolí fueron: una relación volumétrica de la fase dispersa (fi O/W) de 0.05, Wa:Co de 2:1 y una temperatura de entrada de secado de 160ºC, obteniendo valores de SOM de 6.63%, EE%=93.37%, LAC%=50.32 y MC%=2.479%.