Extracción de luteína a partir de flores de tagete (Tagete erecta) y estabilización por microencapsulación

Abstract

El Tagete (Tagete erecta) es una planta originaria de América Latina que posee un alto contenido de luteína. La luteína es un pigmento carotenoide que pertenece al grupo de las xantofilas. Este carotenoide puede ser encontrado en dos tejidos oculares (macula y lente) que desempeñan un papel fundamental en la visión, previniendo la degeneración macular y reduciendo el riesgo de cataratas. Este efecto beneficioso en la salud se ha asociado con las propiedades antioxidantes de los carotenoides, vía desactivación de radicales libres o atrapamiento de oxígeno singlete. Desafortunadamente la luteína presenta una alta inestabilidad en presencia de oxígeno, luz y altas temperaturas, lo que dificulta su incorporación a matrices alimentarias. Una de las metodologías para otorgarle protección a la luteína es utilizando la tecnología de microencapsulación, como el secado por atomización. La microencapsulación permite la incorporación de sustancias activas en una matriz polimérica con el objeto de proteger a los compuestos activos desde el medio ambiente. En la presente tesis se extrajo la luteína desde pétalos de flor de tagete (Tagete erecta), utilizando el método tradicional (acetona y posterior saponificación) y el método con extracción y saponificación simultánea (hexano). Las oleorresinas de luteína se obtuvieron adicionando el extracto a aceites vegetales de diferente grado de insaturación: (aceite de girasol (AG) y aceite de girasol alto oleico (AGAO)). Las oleorresinas de luteína, se encapsularon con inulina (INU), utilizando el secado por atomización como método de encapsulación. Se realizó un diseño factorial central compuesto 22 para los sistemas (AG+LUT)-INU y (AGAO+LUT)-INU. Las variables independientes evaluadas fueron la temperatura de entrada al secador (140-180°C) y la relación (aceite+LUT)/inulina (1:1 a 1:3). La variable respuesta fue la eficiencia de encapsulación de luteína. Para la optimización de la variable respuesta, se utilizó la metodología de superficie respuesta. El rango de eficiencia de encapsulación de luteína para los sistemas (AG+LUT)-INU y (AGAO+LUT)-INU fue de 78-86,4% y 69,8-76,9%, respectivamente. No se encontró un efecto significativo de la insaturación del aceite sobre la eficiencia de encapsulación de luteína. Un aumento en el contenido de inulina aumentó la eficiencia de encapsulación. La recuperación de luteína después del secado por atomización, alcanzó un valor de 40%, sin diferencias significativas entre los sistemas estudiados. Las microfotografías SEM (microscopía electrónica de barrido) mostraron partículas irregulares, con aglomeraciones. Las micropartículas con luteína e inulina presentan un potencial antioxidante y prebiótico para ser utilizado como nutracéutico o para el diseño de alimentos funcionales, adicionándose de manera directa o dentro de matrices alimentarias, como derivados lácteos, embutidos, masas y pan, confiterías y salsas, entre otros.

Tagete (Tagete erecta) is a native plant from Latin America that has a high content of lutein. Lutein is a one kind of carotenoid pigment that belongs to the xanthophylls group. This carotenoid can be found in two ocular tissues (macula and lens) and plays a fundamental role in the vision; preventing macular degeneration (AMD) and reducing the risk of cataracts. These beneficial effects on health have been associated with the antioxidant properties of carotenoids via deactivation of free radicals or singlet oxygen quenching. However lutein is highly unstable in the presence of oxygen, light and high temperatures, which makes not easy its incorporation into food matrices. The stabilization of lutein could be improving using microencapsulation technology, such as spray drying, for use in industrial purposes. Microencapsulation allows the incorporation of active substances in a polymeric matrix in order to protect the active compounds from the environmental conditions. In this thesis lutein was extracted from flower petals of Tagetes (Tagete erecta), using the traditional method (acetone and saponification) and extraction and saponification simultaneous method (hexane). Lutein Oleoresins were obtained adding extract to vegetable oils with different unsaturation degrees (sunflower oil (AG) and high oleic sunflower oil (AGAO)). Lutein oleoresins were encapsulated with inulin. A 22 statistical factorial design was performed for (AG+LUT)-INU and (AGA+LUT)-INU systems using spray drying The inlet temperature (140-180°C) and AT/coating material ratio (1:1 to 1:3) were the independent variables and lutein encapsulating efficiency was the dependent variable. To optimize the response variable, we used the response surface methodology. The range of encapsulation efficiency of lutein for the systems (AG+LUT)-INU and (AGAO+LUT)-INU was 78 to 86.4% and 69.8 to 76.9%, respectively. There was not a significant effect of unsaturation of oil on the encapsulation efficiency of lutein. An increase in the content of inulin increased the lutein encapsulation efficiency. The recovery of lutein after spray drying, reaching a value of 40%, showing that there was not significant differences between the systems studied. The SEM (scanning electron microscopy) micrographs showed irregular particles with crowds. The lutein and inulin microparticles have potential antioxidant and prebiotic for use as a nutraceutical or functional food design, additions directly or within food matrices such as dairy products, meats, pastries and bread, confectionery, sauces, among others.