Optimization of a cape gooseberry colloidal system for the micro-encapsulation process

• Eraso-Grisales, Soany ^[1] ; Cortés-Rodríguez, Misael ^[1] ; Hurtado-Benavides, Andrés ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Nariño

     Universidad de Nariño

     Colombia

     
• Localización: Actualidad y Divulgación UDCA, ISSN-e 0123-4226, ISSN 2619-2551, Vol. 27, Nº. 2 (Julio-Diciembre), 2024
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Optimización de un sistema coloidal de uchuva para el proceso de microencapsulación
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    La uchuva es una fruta que contiene una variedad de compuestos activos como vitaminas A, B y C, proteínas, minerales, tocoferoles, carotenoides, entre otros que otorgan beneficios a la salud. El objetivo de esta investigación fue optimizar experimentalmente la formulación de un sistema coloidal a base de uchuva, goma arábiga (GA) y maltodextrina (MD) (SCU+GA+MD), con fines de ser utilizado posteriormente en un proceso de microencapsulación por secado por aspersión, y así, proteger y conservar sus componentes activos. Se utilizó un homogenizador por cizalla tipo molino coloidal para la preparación del sistema coloidal y el diseño de la formulación se realizó utilizando un diseño experimental central compuesto cara centrada (a = 1), considerando las variables independientes: GA (1,0-3,0 %) y MD (9,5-13,5 %) y las variables dependientes: sólidos totales (TS), viscosidad (µ), potencial zeta (ζ), tamaño de partícula (D [4,3]), fenoles totales (TF), capacidad antioxidante (métodos DPPH y ABTS). La formulación óptima se obtuvo con una formulación que contenía MD: 12,3 % y GA: 3,0 %, donde las variables dependientes fueron: TS: 32.2±0.1%, μ: 581,0±7,8 cP, ζ: -22.6±0.6 mV, D[4,3]: 77.9±2.0 µm, TF: 97,2±1,1 mg GAE 100 g-1, DPPH: 12,6±1,4 mg TE 100 g-1, ABTS: 13,5±0,6 mg TE 100 g-1. La validación experimental del proceso de homogenización por cizalla de un sistema coloidal integral de uchuva permitió garantizar su estabilidad fisicoquímica con un importante contenido de sólidos, y adecuado para ser utilizado en procesos de microencapsulación por secado por aspersión.

  • English

    Cape gooseberry is a fruit that contains various active compounds such as vitamins A, B, and C, proteins, minerals, tocopherols, and carotenoids, among others, which provide health benefits. The objective of this research was to experimentally optimize a colloidal system formulation based on cape gooseberry, gum arabic (GA), and maltodextrin (MD) (SCU+GA+MD) with the purpose of being subsequently used in a spray-drying micro-encapsulation process to protect and preserve its active components. A shear homogenizer colloid mill type was employed for the colloidal system preparation. The formulation design was conducted using a face-centered central composite design (α = 1), considering the independent variables: GA (1.0-3.0%) and MD (9.5-13.5%), and the dependent variables: total solids (TS), viscosity (μ), zeta potential (ζ), particle size (D[4,3]), total phenols (TF), and antioxidant capacity (DPPH and ABTS assays). The optimal formulation was achieved with MD: 12.3% and GA: 3.0%, where the dependent variables were: TS: 32.2±0.1%, μ: 581.0±7.8 cP, ζ: -22.6±0.6 mV, D[4,3]: 77.9±2.0 µm, TF: 97.2±1.1 mg GAE 100 g-1, DPPH: 12.6±1.4 mg TE 100 g-1, ABTS: 13.5±0.6 mg TE 100 g-1. Experimental validation of the shear homogenization process for an integral colloidal system of cape gooseberry confirmed its physicochemical stability with significant solid content, rendering it suitable for spray-drying micro-encapsulation processes.