Lavandin oil biocide formulations: new products and processes
- Autores: Salima Varona Iglesias
- Directores de la Tesis: Angel Martín Martínez (codir. tes.), María José Cocero Alonso (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Valladolid ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José S. Urieta Navarro (presid.), Sagrario Beltrán Calvo (secret.), Sabine Kareth (voc.), Catarina Duarte (voc.), Irena Zizovic (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
La preocupación pública por el uso de productos químicos en agricultura y ganadería ha aumentado y hay una mayor presión social para la utilización de productos naturales. En el caso de la agricultura esto se debe al uso extensivo de pesticidas y herbicidas (carbamatos y órganofosfatos) que generan contaminación ambiental y residuos que pueden pasar al organismo. Otro problema es el aumento del uso de antibióticos en ganadería y su posible contribución en la aparición de bacterias resistentes y su trasmisión a los humanos. En este contexto, una posible solución sería el uso aceites esenciales extraídos de plantas aromáticas con propiedades biocidas (bacterias, hongos, insectos y nematópodos). Este trabajo se ha centrado en el aceite de lavandín (Lavandula hybrida), debido al interés de su cultivo en la región de Castilla y León.
Los aceites esenciales presentan una serie de limitaciones para poder ser utilizados como biocidas, siendo las principales su alta volatilidad, baja solubilidad en agua, sensibilidad al calor, a la oxidación y a la luz ultravioleta. La actividad biocida de los aceites esenciales se puede mejorar mediante una formulación adecuada. Esta formulación debe ser físicamente estable y permitir la protección y liberación controlada de los compuestos activos de los aceites esenciales.
En este trabajo se han desarrollado varias formulaciones de aceites esenciales para su uso como biocidas, como emulsiones y microcápsulas. Tanto para la emulsión como para la encapsulación se han empleado polímeros biodegradables; almidones modificados con el grupo n-(octenil) anhídrido succínico (OSA), polietilenglicol, policaprolactonas y lecitina de soja.
El uso del aceite de lavandín como antibiótico por vía oral requiere una formulación especial. Diversos autores emplearon con éxito liposomas (vesículas formadas por fosfolípidos), para la administración oral de medicamentos como insulina y ciclosporina. Los liposomas tienen la capacidad de proteger el aceite encapsulado de la digestión, permitiendo su adsorción en el intestino y su liberación a través de la membrana citoplasmática de las células, debido a la similitud de la estructura de los liposomas con la membrana celular. En este trabajo se han obtenido liposomas mediante el método convencional de Bangham y a partir de partículas de lecitina de soja formuladas mediante PGSS (partículas a partir de disoluciones saturadas de gas).
La encapsulación de aceites esenciales ha sido objeto de investigación durante años. Realizando una revisión en la literatura, se puede concluir que la técnica más empleada es el secado en espray de emulsiones de aceites esenciales. Otras técnicas como coacervación, liofilización, co-cristalización e inclusión en liposomas han sido también empleadas pero en menor proporción. Los procesos de formulación desarrollados en este trabajo fueron, a parte del secado en espray, otros que emplean CO2 en estado supercrítico (scCO2); PGSS (partículas a partir de disoluciones saturadas de gas), PGSS-secado e impregnación supercrítica. Los procesos de precipitación que usan CO2 supercrítico presentan varias ventajas con respecto a los convencionales; permiten operar con condiciones suaves, se aumenta la eficacia de encapsulación y no utilizan disolvente orgánicos. El PGSS es el proceso con el que se han obtenido los mejores resultados con respecto a la eficiencia de encapsulación y cantidad de aceite encapsulado.
La actividad antibacteriana del aceite esencial de lavandín y de las formulaciones desarrolladas se evaluó para tres tipos de bacterias implicadas en enfermedades atribuidas a la comida. La concentración mínima de inhibición del aceite de lavandin fue de 7.1 mg/mL para E.coli, 7.1 mg/mL para S.aureus y 3.6 mg/mL para B.cereus. La encapsulación en todos los casos mejoro el efecto del aceite como inhibidor del crecimiento de las bacterias. La eficacia de esta acción fue función principalmente de la concentración de aceite y del agente encapsulante. La lecitina de soja resultó ser el encapsulante más eficaz debido a su capacidad de formar liposomas. El proceso empleado para la formación de las partículas también resultó ser un parámetro importante, siendo las partículas obtenidas mediante PGSS secado las que mostraron mayor actividad antimicrobiana para la misma cantidad de aceite encapsulado. E.coli (Gram-) resultó ser la cepa más sensible, mientras que B.cereus y S.aureus (Gram+) fueron las más resistentes.
