Estudio de la encapsulación de antocianinas con técnica sol-gel para su aplicación como colorante para alimentos

Los colorantes sintéticos en la industria alimentaria son ampliamente usados, pero debido a que se les ha asociado con respuestas alérgicas o tóxicas, se han buscado alternativas inocuas como los pigmentos naturales. Ejemplo de ello son las antocianinas de bayas, sin embargo, son inestables ante factores ambientales y de proceso por lo que su encapsulación podría aumentar su estabilidad y potencial aplicación. Por ello, en este estudio fue encapsulado el extracto de arándano (Vaccinium corymbosum) con la técnica sol - gel, que consiste en utilizar precursores orgánicos para formar una jaula de dióxido de silicio. Se realizó una extracción etanólica de frutas congeladas. Se midió su concentración de antocianinas monoméricas por espectrofotometría con el método pH diferencial. La encapsulación se realizó a 30 ºC con los reactivos tetraetil ortosilicato (TEOS), etanol y ácido clorhídrico (HCl). Los factores estudiados en la encapsulación fueron: concentración de HCl, relación molar agua: TEOS (R), tiempo de reacción y cantidad de extracto. El sol obtenido se secó a temperatura ambiente (~25 ºC) y al gelificar se trituró hasta obtener un polvo fino. Se estudió el grado de lixiviación de las antocianinas desde la matriz por espectrofotometría en rango UV-Visible. Se realizó una prueba de pH y se midió el color antes y después de la prueba con parámetros del sistema CIE L* a* b*, y parámetros croma y ángulo hue. Finalmente, dos muestras, con 7.92 mg y 10.81 mg de extracto agregado, se analizaron con espectroscopía infrarroja (FTIR). Los niveles que permitieron la formación de una matriz sol - gel que mantenía encapsuladas a las antocianinas fueron: HCl 0.37 M, R 5 y tiempo de reacción dos horas. El nivel de extracto que mostró resultados de color más intensos, y mayor estabilidad del color ante cambios de pH, fue el de 7.92 mg de 3-O glucósido de Cianidina. Finalmente, el análisis FTIR demostró que la matriz formada interactuaba por medio de puentes de hidrógeno con las antocianinas del extracto y que ello ocasionó que se estabilizaran ante cambios de pH. Se considera que el aditivo fabricado con nivel de extracto agregado de 7.92 mg de 3-O glucósido de Cianidina es adecuado para impartir color en alimentos.

In the food industry, synthetic dyes are widely used, nevertheless they have been associated with allergic or toxic responses, innocuous alternatives such as natural pigments have been sought. An example of this are the anthocyanins from berries, however, they are unstable to environmental and process factors so their encapsulation could increase their stability and potential application. Therefore, in this study a blueberry (Vaccinium corymbosum) extract was encapsulated by the sol - gel technique, which consists of using organic precursors to form a silicon dioxide cage. Ethanolic extraction of frozen fruits was carried out; 3 different lots. Its concentration of monomeric anthocyanins was measured by spectrophotometry using the differential pH method. The encapsulation was performed at 30 °C with tetraethyl ortho-silicate (TEOS), ethanol and hydrochloric acid (HCl). The factors studied in the encapsulation were: HCl concentration, molar ratio water: TEOS (R), reaction time and amount of extract. The sol obtained was dried at room temperature (~25 °C) and upon gelation it was triturated to a fine powder. The degree of leaching of the anthocyanins from the matrix was studied by spectrophotometry in UV-Visible range. A pH test was performed and it was measured the color before and after the test with CIE L * a * b * system parameters, and chroma and hue angle parameters. Finally, two samples, of 7.92 mg and 10.81 mg of added extract, were analyzed with infrared spectroscopy (FTIR). The levels that allowed the formation of a sol-gel matrix that kept the anthocyanins encapsulated were: [HCl] 0.37 M, R 5 and reaction time of two hours. The level of extract that showed enhanced color results, and greater color stability to changes in pH, was 7.92 mg of cyanidin-3-glucoside. Finally, the FTIR analysis showed that the matrix formed interacted through hydrogen bonds with the anthocyanins in the extract and caused them to stabilize to changes in pH. The additive manufactured with the added extract level of 7.92 mg of cyanidin-3- glucoside is considered to be suitable for imparting color in food.