Cinética bifásica de liberación en microcápsulas biopoliméricas WPI–polisacárido
Hernández-Hernández, Iris Zuen ¹²; Espinoza-Tapia, Julio César ²³; Pedroza-Islas, Ruth ⁴; Gaxiola-Cortés Gabriela ⁵
¹ Universidad Nacional Autónoma de México · Doctorado en Ciencias del Mar y Limnología · CDMX, México ² Universidad Nacional Autónoma de México · Escuela Nacional Preparatoria No. 8 · CDMX, México ³ Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN · Programa de Nanociencias y Nanotecnología · CDMX, México ⁴ Universidad Iberoamericana · Departamento de Ingeniería y Ciencias Químicas · CDMX, México ⁵ Universidad Nacional Autónoma de México · Facultad de Ciencias · UMDI-Sisal, Yucatán, México
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Abstract
Las matrices biopoliméricas de liberación controlada son materiales sostenibles cuyo desempeño depende del mecanismo de transporte dominante en la pared. El secado por aspersión ofrece una vía escalable para encapsular mezclas de aislado de proteína de suero con polisacáridos, con potencial en formulaciones funcionales. Este trabajo caracterizó el material y la cinética de liberación de microcápsulas de proteína de suero y polisacárido según el contenido lipídico y la incorporación de probióticos, identificando el mecanismo de transporte dominante para cada soluto. Se prepararon ocho formulaciones combinando cuatro niveles de lípido, con y sin probióticos (Lactobacillus plantarum y L. rhamnosus), en tres lotes independientes. La pared se compuso de proteína de suero, goma arábiga, maltodextrina y alginato de sodio. Se evaluaron tamaño de partícula, morfología, disolución total, flotabilidad en agua de mar, cinética de liberación de proteína y lípido, y viabilidad probiótica a seis meses, mediante análisis estadístico de dos vías. Se detectó una interacción significativa entre lípido y probiótico sobre el tamaño de partícula: los probióticos aumentan el tamaño a niveles bajos e intermedios de lípido, pero no al nivel más alto, por competencia entre la lecitina y las células por la interfaz. La liberación fue bifásica: la proteína siguió una cinética de erosión y el lípido un mecanismo de difusión fickiana. La liberación inicial en ráfaga de proteína aumentó con mayor contenido lipídico, por plastificación de la pared. La constante de difusión del lípido también aumentó con probióticos en el nivel intermedio de lípido. La disolución total fue baja, la flotabilidad superó los doscientos minutos, y la viabilidad probiótica se mantuvo alta a seis meses. El marco bifásico de erosión y difusión permite diseñar liberación a la medida. La formulación con veinte por ciento de lípido y probióticos constituye una plataforma sostenible con funcionalidad probiótica estable, candidata a ensayos aplicados.
Keywords: Biopolímeros; microencapsulación; cinética de liberación