Características reológicas y microestructurales de microemulsiones alimentarias gelificadas a temperatura de consumo

Abstract

Las microemulsiones o/w son vehículos interesantes para encapsular compuestos bioactivos hidrofóbicos tales como aceites funcionales y vitaminas. Asimismo, resultan de gran importancia ya que debido al pequeño tamaño de sus gotas (menor a 100 nm) permiten incrementar la biodisponibilidad de los compuestos bioactivos y al ser sistemas transparentes pueden ser aplicados a matrices como postres o golosinas sin alterar sus características visuales. Comúnmente las microemulsiones son sistemas fluidos y para lograr su incorporación en matrices gelificadas se podría recurrir a dos alternativas: incrementar el contenido de fase dispersa o adicionar un espesante a la fase continua. Estos sistemas pueden conferir distintas características reológicas y estructurales que pueden afectar su funcionalidad durante su ingesta. En base a esto, el objetivo fue estudiar las características reológicas y microestructurales de microemulsiones alimentarias gelificadas. Se elaboraron microemulsiones o/w (líquidas) y tipo gel conteniendo aceite de girasol, kolliphor RH40 (surfactante), etanol (cosurfactante) y agua. Con el fin de formular una microemulsión o/w con espesante (carboximetilcelulosa, CMC) con una viscosidad comparable a la microemulsión tipo gel, se estudiaron fases continuas con distintas concentraciones de CMC, seleccionándose una concentración de 3.5% p/v CMC para la formulación de dicha microemulsión. Se realizaron ensayos reológicos dinámicos (barridos de esfuerzo y de frecuencias dentro del rango viscoelástico lineal) y ensayos rotacionales a la temperatura de ingesta (37ºC). Además, se realizaron ensayos termo-reológicos y observaciones microscópicas de transmisión electrónica (TEM). El aumento en la concentración de CMC generó fases continuas con mayor viscosidad a cero esfuerzo de corte (0) y altamente pseudoplásticas. El comportamiento de flujo se ajustó mediante el modelo de Cross para obtener los valores de 0 (entre 4.4x102 y 7.8x103 Pa.s). La microemulsión gel presentó un comportamiento cualitativamente diferente a la que tenía espesante, con un mayor rango de esfuerzos donde la viscosidad no se modificó (0= 9.8x102 Pa.s). Al comparar el comportamiento viscoelástico entre la microemulsión gel y aquella con espesante se observó que la primera presentó características de una solución concentrada de macromoléculas con valores del módulo de pérdida (G??) por encima del módulo de almacenamiento (G?) y un cruce de ambos a frecuencias intermedias. Por el contrario, la CMC generó sistemas tipo sólidos viscoelásticos con G?>G?? en todo el rango de frecuencias, pero con un espectro mecánico por debajo del de la microemulsión gel. También mostraron diferentes comportamientos con la temperatura; mientras que la microemulsión que contenía CMC mostró una leve variación de los módulos con la temperatura y un cruce de ambos a 60ºC, la microemulsión gel presentó un cambio más abrupto con una temperatura de cruce a 36.5ºC y una disminución marcada de ambos módulos. Para las observaciones por TEM fue necesario eliminar el espesante de la fase continua ya que impidió la observación de las gotas. La microemulsión líquida presentó pequeñas gotas esféricas homogéneamente dispersas sin presencia de agregados. Mientras que en la microemulsión gel se observaron agregados filamentosos que se interconectan y en consecuencia producen un incremento en la viscosidad. La adición de carboximetilcelulosa a una microemulsión líquida permitió elaborar microemulsiones gelificadas transparentes con un menor contenido de aceite y emulsificante pero con características reológicas diferentes a la microemulsión gel.