Formación de nanoemulsiones por ultrasonido a partir de almidón de malanga modificada químicamente con anhídrido octenil succínico (OSA)

Abstract

Las nanoemulsiones (NES) son sistemas con una amplia gama de aplicaciones, como por ejemplo en la formulación de cosméticos, detergentes, adhesivos, revestimientos, pinturas, productos farmacéuticos y algunos productos alimenticios. Los principios de formación y estabilidad de las nanoemulsiones han sido ampliamente estudiados en diversas investigaciones. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la formación, propiedades físicas y estabilidad de nanoemulsiones aceite en agua (O/W) a partir de aceite de naranja y almidón modificado de malanga (Colocasia esculenta) (AMM) con anhídrido octenil succínico (OSA). Primero se cuantifico el grado de sustitución (GS) del AMM y fue caracterizado por microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectrometría infrarroja con transformadas de fourier (FT-IR). Posteriormente las NES fueron formuladas evaluando el tamaño de gota (TG) por microscopía óptica (MO) y su estabilidad durante el almacenamiento a 4 y 25 ºC. Como parámetro de estabilidad se cuantifico el diámetro medio de gota (DMG) y potencial Z (ζ), utilizando distintas concentraciones de AMM (97 y 214 µg/mL de aceite), tiempos (7 y 10 min) y potencias (40, 60 y 80 W/mL) de homogenización. El AMM por 8 h presentó el GS más alto (0.025). El análisis de MEB del AMM reveló que los grupos de OSA actúan atacando la superficie del almidón generando pequeños poros y grietas. El análisis FT-IR indicó una banda de absorción característica de los grupos éster en 1735 cm-1 para el AMM. La nanoemulsión (NE) formulada con una concentración de 214 mg/mL aceite y AMM, presentó mejor estabilidad durante su almacenamiento (30 días). La microscopía óptica mostró que tanto AMM como el almidón nativo se absorbieron en la interfaz aceite-agua durante el proceso de elaboración (ultrasonido). El AMM genero un tamaño de gota más pequeño (0.0262 ± 0.007 µm) en la NE. Las condiciones más adecuadas para la formulación de la NE elaborada por ultrasonido fueron: 10 min, 60 W potencia, una relación de AMM/aceite de 214 mg/mL. La temperatura de almacenamiento más adecuada fue de 4 ºC. Debido a que las NE presentaron mejor estabilidad y un DMG más homogéneo (178.6 ± 2.3 nm). Esto indica que el uso de aceite de naranja y AMM puede ser considerado como un sistema modelo para la elaboración de NE estables o bien ser aplicado como sistema emulsificador que sirva como vehículos para el transporte y protección de compuestos bioactivos de importancia alimenticia.