La nanoencapsulación de sustancias alimentarias es una solución para el uso de aditivos que requieren aislamiento. El modo de liberación depende del encapsulante, la forma de la nanopartícula y el método de encapsulación. Existe una gran variedad de sustancias y materiales encapsulantes, lo que permite seleccionar propiedades específicas. La evaluación de nanopartículas encapsuladas requiere el desarrollo de métodos adaptados y es necesaria para evaluar el efecto biológico.

1. Evaluación de la obtención de
nanoencapsulados con
fines alimentarios
ainia
Casas, E., García-Reverter J., Rivera, D., García, M.

2. Introducción
las asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a
Nanotecnología en el sector alimentario
corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al
servicio de la empresa
La nanotecnología se ocupa de la caracterización, fabricación y
manipulación de estructuras con tamaños entre 1 y 100 nm y abarca
la capacidad de medir, modelar y controlar los materiales en esta
escala.
Source: US National Cancer Institute
Su potencial deriva de las propiedades inusuales de los materiales a
escala nano como una elevada superficie específica y la capacidad
de superar barreras biológicas.

3. Introducción
las asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a
Nanotecnología en el sector alimentario
corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al
servicio de la empresa
EL potencial de la nanotecnología ha sido ampliamente reconocido
por diversos sectores como el electrónico, biomédico, farmacéutico,
cosmético, energético, catalítico o de materiales. Sin embargo su
impacto en el sector alimentario ha sido limitado hasta la fecha.
Entre las aplicaciones alimentarias
más prometedoras destacan:
Desarrollo de nuevos ingredientes
funcionales
Desarrollo nuevos envases
Utilización de nanosensores
Alonso, y Sanchez, 2006. Nanociencia y nanotecnología, Nº34
Nanocéuticos encapsulados

4. Índice
EVALUACIÓN DE LA OBTENCIÓN DE NANOENCAPSULADOS CON
FINES ALIMENTARIOS
Ventajas de la encapsulación aplicada en alimentación
Tipología de sustancias a emplear: núcleos y recubrimientos
Tecnologías de producción de nanoencapsulados
Tecnologías de caracterización
Aspectos regulatorios relativos a la aplicación de
nanoencapsulados en alimentación

5. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
las asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a
Ventajas de la nanoencapsulación aplicada en alimentación
corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al
servicio de la empresa
Las ventajas principales de la encapsulación en el sector alimentario
se pueden agrupar en:
Protección de componentes alimentarios sensibles, como aromas,
vitaminas frente a agentes externos como el oxígeno, temperatura, o
la luz.
Aislamiento de componentes específicos, frente a otros ingredientes
o componentes de la matriz alimentaria, evitando reacciones no
deseadas
Enmascaramiento de olores y sabores desagradables de ingredientes
concretos
Prolongación de la dosificación de un ingrediente de manera
prolongada en el tiempo
Liberación selectiva de un ingrediente en determinadas condiciones
predefinidas, como un determinado pH o temperatura concreta.

6. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
las asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a
Ventajas de la nanoencapsulación aplicada en alimentación
corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al
servicio de la empresa
Concretamente, alcanzar escala de Nanoencapsulación:
Aumento de la superficie específica
Aumento de los tiempos de residencia en el tracto gastrointestinal
Mayor posibilidad de penetración en los tejidos y capilares
Mejora de la eficiencia de liberación y absorción de los compuestos
activos en los lugares de interés del organismo.

7. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tipología de sustancias a emplear: núcleos y recubrimientos
Núcleos:
ingrediente o principio activo, al que se pretende dotar de alguna de
las ventajas asociadas a la nanoencapsulación.
Recubrimientos:
Materiales mediante los cuales se aporta al núcleo estas características
concretas en el proceso de nanoencapsulación
Nanooesfera:
Recubrimiento
erosionable
Nanoesfera:
Recubrimiento
permeable
Nanocápsula:
Recubrimiento
permeable
www.psrc.usm.edu/TRG/research/nano.html

8. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tipología dede sustancias emplear: núcleos y recubrimientos
Tipología sustancias a a emplear: núcleos y recubrimientos
¿Qué encapsular? Tipos de núcleos
Compuestos activos. Sensibles frente a factores externos. Fácilmente degradables.
Interés de liberación prolongada o en determinadas condiciones ambientales.
Ingredientes con baja biodisponibilidad.
Aceites y
Vitaminas y ácidos Extractos y
minerales grasos compuestos
Vit A Omega-3 bioactivos
Vit B (B1, B2, (DHA/EPA/ALA) Aminoácidos
B9, B12) Aceite de pescado Colina
Vit. C, Vit E Aceites esenciales Tocotrienoles
Fe, Cu, Mg, Zn
Enzimas
Aromas
Menta Colesterol oxidasa
Limón
albahaca Lacasa
Tomillo

9. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tipología dede sustancias emplear: núcleos y recubrimientos
Tipología sustancias a a emplear: núcleos y recubrimientos
¿Con qué encapsular? Tipos de recubrimientos
ASPECTO FUNDAMENTAL: SELECCIÓN DEL RECUBRIMIENTO
Definirá el mecanismo de liberación Efecto final del producto
Compatibilidad con el núcleo y con la matriz
Íntimamente relacionado con la tecnología de encapsulación
TIPO DE RECUBRIMIENTOS EJEMPLOS
GOMAS goma arábiga, agar, alginato, carragenatos
CARBOHIDRATOS Almidón, amilosa y amilopectina quitosano
CELULOSAS Carboximetil-celulosa, metilcelulosa, etilcelulosa,
nitrocelulosa, acetilcelulosa
LÍPIDOS Y ÁCIDOS GRASOS Ceras, parafinas, tristearina,ácido esteárico,monoglicéridos, diglicéridos,
aceites, grasas
PROTEINAS Gluten, caseína, albúmina

10. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de producción de nanoencapsulados
Estrategias Top-down Estrategias Bottom-up
1. Núcleos
2. Recubrimientos
3. Propiedades
finales
Procesos basados en fenómenos físicos: Secado por atomización,
enfriamiento por atomización, recubrimiento en lecho fluido, deposición
electrostática
Procesos basados en fenómenos químicos: Coacervación,
polimerización, incompatibilidad polimérica, gelificación iónica, térmica
Procesos basados en fenómenos físico-químicos: Inclusión molecular,
formación de liposomas, micelas, nanotransportadores lipídicos,
fluidos supercríticos

11. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de producción de nanoencapsulados
Procesos físicos: Secado por atomización/ enfriamiento por
atomización
Nanopartículas de quitosano
Atomizador de dos fluidos, rotativo, a presión, ultrasonidos. por atomización
Esquema proceso Spray drying. BUCHI.

12. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de producción de nanoencapsulados
Procesos basados en fenómenos físicos y químicos:
Fluidos supercríticos: RESS, SAS, PGSS...
Partículas coprecipitación SAS
Caroteno PLA
Partículas por Inclusión
molecular ciclodextrinas

13. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de producción de nanoencapsulados
Procesos basados en fenómenos físicos y químicos:
Inclusión molecular o formación de nanocomplejos
Complejos de cilcodextrinas
Dímero de β-lactoglobulina bovina complejada con retinol. b)
Dímero de β-lactoglobulina bovina unida a dos moléculas de
palmitato (C16:0). Fuente: http://www.rcsb.org
Formación de micelas, formación de liposomas
www.psrc.usm.edu/TRG/research/nano.html

14. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de producción de nanoencapsulados
Procesos basados en fenómenos químicos:
Evaporación emulsiones, coacervación, reacciones de polimerización,
gelificación iónica o térmica

15. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
las asistencias tecnológicas (ATE) son servicios orientados a un resultado a
Tecnologías de caracterización
corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al
servicio de la empresa
El efecto de productos nanoencapsulados en la dieta depende de
muchos aspectos específicos del material, además de las
características químicas del producto empleado:
Tamaño de partícula y su distribución de tamaños
Área interfacial
Propiedades superficiales de las partículas
Estado de agregación del conjunto de partículas
Estas propiedades afectan a su comportamiento en el organismo, en
cuanto a:
Grado de penetración de las nanopartículas en el organismo
Puntos de penetración
la posible acumulación
Migración de las nanopartículas en el organismo

16. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de caracterización
¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterización
Aspecto crítico requiere desarrollos específicamente adaptados a
cada caso concreto.
La legislación y aspectos regulatorios dependen directamente del
desarrollo y adaptación de las técnicas de caracterización a escala
nanométrica.
Las técnicas de caracterización
básicas deben adaptarse para tener
en consideración:
la propiedad final que se desea
evaluar
el tipo de recubrimiento
el medio o matriz en el que se
encuentran las nanopartículas
Fuente: Malvern Instruments

17. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de caracterización
¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterización
Caracterización morfológica: microscopía electrónica de barrido SEM

18. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de caracterización
¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterización
Distribución de tamaño de partículas: difracción de luz
Potencial Z:
Potencial Z Estabilidad del coloide
De 0 a ± 5 Coagulación o floculación rápida
De 10 a ± 30 Inestabilidad incipiente
De 30 a ± 40 Estabilidad moderada
De 40 a ±60 Buena estabilidad
Más de ±61 Estabilidad excelente
Fuente: Zeta Potential of Colloids in Water and Waste Water, ASTM Standard D 4187-82, American Society for Testing and Materials, 1985.

19. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Tecnologías de caracterización
¿Cómo evaluar el producto final? Técnicas de caracterización
Requieren desarrollo de
Caracterización química y funcional procedimientos específicos en
función del uso final
Estudios de liberación -Análisis químico: HPLC, GC-MS
Estudios de estabilidad
Tachaprutinun, et al. 2009 Higuera-Ciapara, et al. 2004

20. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
las asistencias tecnológicas (ATE)a la aplicación orientados a un resultado a
Aspectos regulatorios relativos son servicios de nanoencapsulados en
alimentación
corto plazo, en los que ponemos nuestros conocimientos y experiencias al
servicio de la empresa
Aunque se menciona en determinados reglamentos, no existe una
normativa específica, por lo que su aplicación se debe regir por la
reglamentación habitual.
Se hace mención específica a la nanotecnología en el Reglamento CE
1333/2008: necesidad de someter los aditivos alimentarios ya autorizados
a la evaluación de la Autoridad, cuando se elaboren con métodos de
producción o mediante el uso de materias primas significativamente
diferentes de los incluidos en la determinación de riesgo, incluyendo
mención específica a la nanotecnología en la definición del calificativo
“significativamente diferente”.
artículo 12 del citado reglamento, donde se especifica que el aditivo
alimentario en el que se produce un cambio en el tamaño de las partículas,
por ejemplo mediante nanotecnología, se considera un aditivo diferente, y
antes de que pueda comercializarse deberá incluirse una nueva entrada en
las listas comunitarias o una modificación de las especificaciones
NUEVOS ALIMENTOS DEBE QUEDAR DEMOSTRADA SU INOCUIDAD
AMPLIO CAMPO DE INVESTIGACIÓN

21. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
La nanoencapsulación de sustancias alimentarias, es una
solución para el empleo de aditivos alimentarios que
requieren un aislamiento del medio en el que se pretende
emplear
El modo de liberación del principio activo depende
fundamentalmente de la forma de la nanopartícula, del
material empleado como encapsulante, y del método de
encapsulación
La selección de la metodología más apropiada a cada
caso es el punto clave para la consecución de los
objetivos deseados

22. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
Existe una gran variedad de sustancias susceptibles de
encapsular con una amplia diversidad de funciones.
Del mismo modo, la disponibilidad de materiales a emplear
como encapsulantes es muy diversa, lo que permite
seleccionar de manera específica las propiedades que se
pretende aportar a cada caso concreto.
la evaluación de nanopartículas encapsuladas es algo
complejo y requiere el desarrollo o adaptación de métodos en
función de los parámetros que se precisa evaluar en cada
caso
los métodos de caracterización son necesarios también para
evaluar el efecto biológico de las partículas
Reforzar las investigaciones dado que desde el punto de vista
regulatorio se está poniendo el acento en la seguridad e
inocuidad de los productos sobre la salud de los consumidores

23. Evaluación de la obtención de nanoencapsulados con fines alimentarios
¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN¡¡
Ministerio de Ciencia e innovación: Proyecto consorciado
DINAMO IAP-060100-2008-23 . “Desarrollo de nanoencapsulados para uso
alimentario”. Participan junto con AINIA: Cartif (coordinador), Azti, CNTA e Inbiotec
Datos de contacto: jdrivera@ainia.es tfno. 961366090

24. Evaluación de la obtención de
nanoencapsulados con
fines alimentarios
ainia
Casas, E., García-Reverter J., Rivera, D., García, M.