Microencapsulación para la conservación y extensión de vida útil de alimentos

Microencapsulación para la conservación y extensión de vida útil de alimentos

Contenido INTRODUCCIÓN ...................................... 3

Autoridades

MARCO DE REFERENCIA.......................... 5

Director CITEagroindustrial - Ica. Manuel Morón Guillen Jefe Unidad Técnica CITEagroindustrial – Ica. Juan Carlos Zamora Fuentes

Equipo técnico Guadalupe Silva Campusmana Carolina Grimaldo Salazar Antoine Geneste

Copyright © 2018 Informe 001- Microencapsulación para la conservación y extensión de vida útil de alimentos.

Unidad de Vigilancia Tecnológica e Inteligencia Competitiva. CITEagroindustrial Ica, Panamericana Sur Km. 293.3. Salas Guadalupe, Ica, Perú.

Febrero, 2018

ACTUALIDAD Y NOVEDADES .................. 7 ANÁLISIS CUANTITATIVO ..................... 15 CONCLUSIONES .................................... 19

INTRODUCCIÓN El presente informe es el resultado de las acciones de vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva (VTeIC), llevadas a cabo por un equipo de profesionales del CITEagroindustrial Ica. El objetivo de esta revisión es dar a conocer la situación actual de la microencapsulación y sus aplicaciones en el sector alimentario, a la vez de presentar las técnicas de encapsulación, los agentes utilizados y las ventajas de utilizar esta tecnología, representada en materia de publicaciones y artículos científicos, patentes tecnológicas, proyectos I+D+i y novedades tecnológicas durante los últimos 10 años a nivel mundial.

La microencapsulación surge como un enfoque potencial para superar los principales problemas en la industria alimentaria, por mencionar, la vida útil limitada de los productos alimenticios o la elaboración de productos funcionales y la baja estabilidad de sus compuestos bioactivos. La microencapsulación abarca diversos campos de estudio y aplicaciones, sin embargo, la mayoría se centra en el desarrollo del proceso, dejando de lado la prueba de concepto para las aplicaciones finales. Es por ello que en presente informe, se realiza el enfoque del uso de la microencapsulación de compuestos para apoyar a la extensión de la vida útil del alimento o a la conservación del mismo por medio de la microencapsulación.

Es importante conocer el interés de búsqueda a nivel mundial sobre este tema, por ello mediante el uso del buscador en tendencias (Google Trends) se realizó la búsqueda del término “Micro-encapsulation” (Microencapsulation), en la Figura Nº 1 podemos observar el interés mundial de búsquedas en internet a lo largo de los últimos 5 años mostrando creciente interés.

Figura Nº 1: Interés a lo largo del tiempo sobre el término “Micro-encapsulation”

Fuente: Elaboración propia utilizando GoogleTrends

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3

Asimismo, en la Figura Nº 2, podemos observar el interés de búsqueda sobre el tema en mención por regiones, donde observamos mayor interés en los países de China, Corea del Sur e Irán.

Figura Nº 2: Interés por región sobre el término “Micro-encapsulation”

Fuente: Elaboración propia utilizando GoogleTrends

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MARCO DE REFERENCIA Microencapsulación ¿Qué es la microencapsulación?

Técnicas de microencapsulación

La microencapsulación es definida como una tecnología de empaquetamiento de materiales sólidos, líquidos o gaseosos. Las microcápsulas selladas pueden liberar sus contenidos a velocidades controladas bajo condiciones específicas, y pueden proteger el producto encapsulado de la luz y el oxígeno. La microencapsulación consiste en micropartículas conformadas por una membrana polimérica porosa contenedora de una sustancia activa. El material o mezclas de materiales ha encapsular puede ser cubierto o atrapado dentro de otro material o sistema. Las aplicaciones de la microencapsulación se dirigen a la industria, textil, metalúrgica, química, alimenticia, cosmética, farmacéutica y medicina. Dentro de las técnicas utilizadas para microencapsular se encuentran el secado por aspersión, secado por enfriamiento, secado por congelamiento, coacervación y extrusión.

Las sustancias que se microencapsulan pueden ser vitaminas, minerales, colorantes, prebióticos, probióticos, sabores nutracéuticos, antioxidantes, olores, aceites, enzimas, bacterias, perfumes, drogas e incluso fertilizantes.1

Las técnicas de encapsulación pueden ser divididas en dos grupos: químicos y mecánicos:2

1

Ricardo Adolfo Parra Huertas. 2011. Revisión: Microencapsulación de Alimentos. Revista Facultad Nacional de Agronomía - Medellín. 63(2), 5669-5684.

❖ Procesos químicos -

Coacervación Co-Cristalización Polimerización interfacial Gelificación iónica Incompatibilidad polimérica Atrapamiento por liposomas Inclusión molecular

❖ Procesos mecánicos -

Secado por aspersión o atomización Secado por congelamiento/enfriamiento Extrusión

La selección del proceso de encapsulación para una aplicación considera el tamaño medio de la partícula requerida y las propiedades fisicoquímicas del agente encapsulante y la sustancia a encapsular, las aplicaciones para el material microencapsulado, el mecanismo de liberación deseado y el costo. En el caso de sabores y aromas, varios métodos han sido desarrollados para encapsularlos y utilizarlos en la industria de alimentos; el secado por aspersión es el que más se utiliza.3

2

I.A. Flores, M.T. Jiménez. 2013. Aplicaciones biotecnológicas de la microencapsulación.

3 Jorge Yañez y otros. 2002 . Aplicaciones biotecnológicas de la microencapsulación. Avance y Perspectiva. 21, 313.

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Materiales de recubrimiento para la encapsulación4 Categoría Polisacáridos

Materiales Almidón, maltodextrinas, quitosano, alginato, ciclodextrinas, carragenatos, gomas, agar.

Métodos Spray, extrusión, coacervación, complejación, gelificación.

Celulosas

CMC, MC, EC, acetatoftalato de celulosa.

Coacervación, spraydrying, lecho fluído.

Lípidos

Cera, parafinas, manteca, cacao, aceites, grasas.

Emulsificación, liposomas, fusión en caliente.

Proteínas

Gliadina, vicilina, legumina, caseína, gelatinas, albúminas.

Emulsificación, coacervación, spraydrying.

¿Qué sustancias se pueden encapsular?

Hoy en día muchas sustancias pueden ser encapsuladas en partículas o microencapsuladas en emulsiones estructuradas. A continuación, se presentan algunas de ellas: perfumes, fertilizantes, precursores en impresión, aceite de limón, lípidos, sabores volátiles, conservación de probióticos, prebióticos, nutraceúticos, semillas de frutas como banano, uvas, guayaba, papaya, manzana, mora, granadilla y semillas de cítricos también han sido encapsuladas entre otras sustancias.

Al respecto, la encapsulación ofrece grandes alcances para la conservación, germinación e intercambio de varias especies frutales, resultando en una técnica promisoria para la conservación, transporte de plantas transgénicas y plantas no productoras de semillas, lactasa, colorantes, enzimas, fitoesteroles, luteína, ácidos grasos, pigmentos vegetales, antioxidantes, componentes de aromas y oleorresinas, vitaminas.

Aplicaciones en la Industria Alimentaria Existen diversas aplicaciones de la tecnología de la microencapsulación en la industria alimentaria.

Existen diversos estudios e investigaciones en la encapsulación de aceites esenciales, proteínas, compuestos bioactivos, pigmentos y colorantes, aromas, para la fortificación de alimentos, desarrollo de nutracéuticos, extensión de vida útil de alimentos,

conservación de compuestos, enmascarar olores y sabores y potenciamiento de los mismos. A continuación, se muestras algunos ejemplos de ciertas aplicaciones en la industria alimentaria: •

•

•

•

Vitamina C: el ácido ascórbico se ha empleado por su poder antioxidante y complemento vitamínico. El problema que presenta es que se oxida fácilmente por eso es conveniente su microencapsulación.

Vitamina A: es una vitamina soluble en las grasas, la encapsulación incrementa su estabilidad, por ejemplo, en el almacenamiento de leche en polvo descremada.

Omega 3: es un producto muy beneficioso para la salud, pero de corta duración, la microencapsulación nos permitiría incrementar el tiempo de duración y su empleo en alimentos infantiles o en productos de panadería.

Calcio: la leche de soya contiene poco calcio, pero el enriquecimiento en calcio de la leche de soya presenta un problema, provoca que las proteínas de la leche coagulen. Esto se puede evitar mediante la microencapsulación manteniéndola estable durante más tiempo.

4

Juan M. Irache. 2010. Micro- y nanoencapsulación de aditivos y otros compuestos de interés alimentario. 1er Congreso Nacional de Agroalimentación Pamplona.

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ACTUALIDAD Y NOVEDADES Publicaciones y artículos científicos Cambios en la vida útil de las manzanas nanocubiertas a base de cera de candelilla / alquitrán a nivel industrial Publicado en 2018 - [Inglés]

Universidad Autonóma de Coahuila, México. objetivo de este estudio fue determinar la eficacia de la nanocobertura basada en cera de candelilla para aumentar la vida útil de las manzanas a nivel industrial. Fitomoléculas de tarbush se obtuvieron y se añadieron en la nanocobertura para la caracterización morfológica y la cuantificación de nanopartículas. Fitomoléculas de tarbush promovió una gran cantidad de nanopartículas y una superficie uniforme y libre de heterogeneidad en la nanocobertura. Las manzanas fruta se sumergieron durante 10 s en nanocobertura con fitomoléculas de tarbush y sin fitomoléculas, luego se almacenaron en condiciones de comercialización a 22 ± 2 ° C y refrigeración a 5 ± 2 ° C. Leer más…

Nanoemulsiones de timol incorporadas en películas comestibles de proteína de quinoa / quitosano; efecto antifúngico en tomates cherry Publicado en 2017 - [Inglés]

Unigversidad de Chile, Chile. Las nanoemulsiones de timol se produjeron por emulsificación espontánea, ultrasonido y una combinación de ambos métodos. El mejor resultado en términos de tamaño y polidispersión fue la emulsificación espontánea en la que el timol se encapsuló eficazmente, las nanoemulsiones inhibieron Botrytis cinerea a 110 ppm de timol. Se usó una dilución al 10% de esta nanoemulsión en agua para preparar películas de quinoa-quitosana. La microestructura de la película era porosa y heterogénea. La resistencia a la tracción de la película fue significativamente menor, pero su alargamiento medio a la rotura fue similar al de la película de control.

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Propiedades fisicoquímicas, antimicrobianas y antioxidantes de películas a base de gelatina-quitosano cargadas con nanoemulsiones que encapsulan compuestos activos Publicado en 2017 - [Inglés]

Universidad de São Paulo, Universidad de Birmingham, Brasil y Reino Unido.

El objetivo de esta investigación fue desarrollar y caracterizar películas basadas en gelatina-quitosano (4: 1) que incorporan nanoemulsiones cargadas con una gama de compuestos activos; N1: aceite de canola; N2: α-tocoferol / cinnamaldehído; N3: α-tocoferol / aceite de ajo; o N4: a-tocoferol / cinamaldehído y aceite de ajo. Las nanoemulsiones se prepararon en un microfluidizador con presiones que varían de 69 a 100 MPa y 3 ciclos de procesamiento.

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Película de empaque antimicrobiano natural a base de aceite esencial de orégano para inactivar Salmonella enterica y levaduras/mohos en la atmósfera que rodea los tomates cherry Publicado en 2017- [Inglés]

Universidad de Corea, Corea del Sur. Este estudio investigó la efectividad de una película de alcohol polivinílico (PVA) que contiene el aceite esencial de orégano antimicrobiano natural (OEO) como una aplicación de envasado activo para disminuir el crecimiento microbiano. La película ejerció un efecto antimicrobiano a través de la atmósfera que rodea a la comida en lugar de contacto directo, preservando así la calidad de los tomates cherry. Se desarrolló una película de envasado que contenía OEO microencapsulado. Las actividades antimicrobianas de las películas se evaluaron aplicándolas a tomates cherry frescos a 4 ° C y 22 ° C durante 7 días. La gran película de OEO al 2%, así como las películas pequeñas y grandes de 3% de OEO, tuvieron fuertes efectos antimicrobianos contra Salmonella enterica, mohos y levaduras, y bacterias aerobias mesófilas.

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Microcápsulas preparadas biológicamente con aceite esencial de Perilla frutescens (L.) Britt. y su uso para la extensión de la vida útil de la fruta Publicado en 2017- [Inglés]

North University of China, China. El aceite esencial de Perilla (EO) posee altas actividades antioxidantes, antimicrobianas e insecticidas, y ha demostrado ser más confiable que los conservantes de alimentos químicamente sintetizados. Sin embargo, las EO tienen desventajas de fotodegradación fácil y oxidación, que limitan su uso en la agricultura y las industrias alimentarias. La tecnología de microencapsulación que genera un recubrimiento polimérico que rodea los EO podría superar estas desventajas.

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Encapsulación de aceite de semilla de rosa mosqueta en películas de zeína fibrosa para la conservación de alimentos a temperatura ambiente y bajo demanda mediante electrohilado coaxial Publicado en 2016- [Inglés]

Varios, Reino Unido y China. En la última década se han desarrollado varias tecnologías de encapsulación activa que utilizan sistemas de matriz polimérica para la conservación de alimentos. En este estudio, se estudia la microencapsulación del aceite de semilla de rosa mosqueta (REO) en una matriz de fibra de zeína-prolamina (ZP) mediante la técnica de electrohilatura coaxial. Las características morfológicas de las fibras ZP encapsuladas REO núcleo-vaina se modularon a través de parámetros de proceso (por ejemplo, concentración de solución activa y de polímero, voltaje aplicado y velocidad de flujo de medio).

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Encapsulación de aceite esencial de canela en película de nanofibras electrospun para envasado activo de alimentos Publicado en 2016 –[Inglés]

South China University of Technology, China. Se fabricó con éxito en condiciones óptimas la película nanofibrosa antimicrobiana de acetato de polivinilo / aceite esencial de canela / β-ciclodextrina (PVA / CEO / β-CD) con un diámetro medio de 240 ± 40 nm. Los datos de reflectancia total atenuada-espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier (ATR-FTIR) y análisis termogravimétrico (TGA) indicaron que el CEO estaba encapsulado en la cavidad β-CD y existía interacción molecular entre PVA, CEO y β-CD, que mejoraba la temperatura estabilidad del CEO. Además, la película nanofibrosa PVA / CEO / β-CD puede prolongar efectivamente la vida útil de la fresa, lo que indica que es posible su aplicación en envases activos de alimentos.

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Tratamiento poscosecha del recubrimiento a base de nanochitosan cargado con aceite esencial de Zataria multiflora mejora la actividad antioxidante y prolonga la vida útil del pepino Publicado en 2016 – [Inglés]

Shahid Beheshti University, Irán. Se evaluaron los efectos del tratamiento después de la cosecha con nanopartículas de quitosano (CSNPs = T1) y aceite esencial de Zataria multiflora (ZEO) incorporados en (ZEO @ CSNPs = T2), en la extensión de vida de anaquel y actividades antioxidantes de pepinos enteros durante el almacenamiento.

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Estudio del proceso de preparación y variación de componentes de pared en microencapsulación de aceite de chía (Salvia hispanica L.) Publicado en 2016 – [Inglés]

Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Se realizó un estudio del proceso de microencapsulación del aceite rico en omega-3 extraído de semillas de chía (Salvia hispanica L.), que incluyó un análisis comparativo de las microcápsulas obtenidas por los métodos de pulverización y liofilización usando proteínas de soya aisladas y maltodextrina como materiales de pared en diferentes proporciones.

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Preparación de microcápsulas de Isotiocianato de alilo y su aplicación en la conservación del tomate verde maduro Publicado en 2014- [Inglés]

Northwest A&F University, China. Los estudios han demostrado que AITC puede controlar eficazmente los hongos patógenos, que causan la descomposición de frutas y verduras y la putrefacción durante el almacenamiento. Sin embargo, debido a su fuerte irritante, AITC no se ha utilizado convenientemente en la conservación de frutas y verduras. Las técnicas de microencapsulación pueden resolver este problema. Hasta 2% (p / v) de gelatina y 2% (p / v) de goma arábiga (como material de pared y materiales), así como AITC (como material central) se prepararon para formar microcápsulas con una proporción de 1: 2 (el material del núcleo: al material de la pared).

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Mantener el potencial antioxidante de frutas y verduras frescas después de la cosecha Publicado en 2013 – [Inglés]

Universidad Autónoma de Querétaro, México. Los antioxidantes son compuestos que se encuentran en frutas y verduras frescas, y la evidencia de su papel en la prevención de enfermedades degenerativas está emergiendo continuamente. Sin embargo, los antioxidantes en algunas frutas y verduras se pueden perder durante el manejo después de la cosecha, incluso durante un procesamiento y almacenamiento mínimos. En este sentido, los tratamientos poscosecha son necesarios para preservar la calidad y el potencial antioxidante de los productos frescos. Los tratamientos poscosecha y las estrategias tecnológicas (incluida la luz ultravioleta, atmósferas controladas y modificadas, tratamientos térmicos y aplicación de compuestos naturales, como revestimientos comestibles, envases activos, microencapsulación y nanoemulsión) han mostrado resultados positivos y prometedores para mantener el potencial antioxidante de frutas y verduras .

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Aderezo de ensalada de limón y aceite de oliva microencapsulado por liofilización Publicado en 2013 – [Inglés]

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil. Se formuló una emulsión alimenticia instantánea que contenía aceite de oliva y zumo de limón utilizando combinaciones de polímeros, como alginato (ALG), goma arábiga (AG), maltodextrina (MD) y carboximetilcelulosa (CMC) y liofilizado, con el objetivo del desarrollo de un nuevo producto microencapsulado.

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Influencia de la microencapsulación en los parámetros de calidad y vida útil del aceite de oliva extra virgen encapsulado en presencia de BHT y diferentes componentes de la pared de la cápsula Publicado en 2012 – [Inglés]

Technological Institute of Food and Agriculture, España. El objetivo principal de este estudio fue evaluar la influencia de la microencapsulación en la composición química del aceite y su estabilidad oxidativa. Se investigaron factores como los componentes de la pared de las microcápsulas y la adición del antioxidante butilhidroxitolueno (BHT) para establecer las condiciones más apropiadas para asegurar que no haya alteración de las características químicas del aceite de oliva extra virgen. La eficacia de la microencapsulación se determinó en base al rendimiento del proceso y la eficacia de la microencapsulación.

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Nanoencapsulación de aceites esenciales para mejorar su actividad antimicrobiana en los alimentos Publicado en 2011– [Inglés]

Universidad de Salerno, Italia. Este trabajo se centra en la encapsulación de aceites esenciales en sistemas de entrega nanométricos para su incorporación en los zumos de frutas, con el fin de mejorar su actividad antimicrobiana mientras se minimiza el impacto en los atributos de calidad del producto final. Una mezcla de terpenos y d-limoneno se encapsularon en nanoemulsiones basadas en ingredientes de grado alimentario, preparados por homogeneización a alta presión a 300 MPa. Leer más…

Patentes Producto microencapsulado de fermento de maca y método de microencapsulación del mismo Publicado en 2017 – [Inglés]

Jiangxi Province Inst of Food & Fermentation, China. La invención se refiere a un producto microencapsulado de fermento de maca y a un método de microencapsulación del fermento de maca que pertenece al campo del procesamiento de alimentos.

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Aceite de microalgas DHA microencapsulado que contiene péptidos antioxidantes y método de preparación de los mismos Publicado en 2017 – [Inglés]

University Northeast Agricultural, China. La invención se refiere al campo del procesamiento de microencapsulación de DHA de aceite de microalgas, específicamente al aceite de microalgas DHA microencapsulado que contiene péptidos antioxidantes y a un método de preparación de los mismos.

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Sistema de liberación entérica microencapsulado para la entrega de aceites esenciales esterificados con alimentos Publicado en 2011 – [Inglés]

Kraft Foods Global Brands, Nueva Zelanda. Una composición que comprende: un ingrediente funcional; un portador no activo; y una matriz entérica que microencapsula el ingrediente funcional y el vehículo no activo y que comprende un polímero entérico de calidad alimentaria, en donde el ingrediente funcional comprende al menos aproximadamente 10% de ésteres.

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Microcápsula de aceite de semilla de mora y método de preparación de la misma Publicado en 2012 – [Inglés]

University Nanjing Agricultura, China. Con la presente invención, las tecnologías avanzadas de trituración por congelación, secado por congelación, extracción de CO2 supercrítico y microencapsulación se combinan y aplican en la tecnología de procesamiento de aceite de semilla de mora, y la temperatura se mantiene siempre a un nivel bajo durante la extracción de aceite de semilla de mora proceso, tal que la grasa no se someta fácilmente al deterioro oxidativo, los ingredientes activos funcionales en el aceite de semilla de mora se mantienen sustancialmente, y la tasa de extracción de aceite es del 18,6%; la microcápsula de aceite de semilla de mora preparada por secado por pulverización tiene ventajas de larga vida útil, fácil almacenamiento y fácil transporte, y la tasa de encapsulación de la microcápsula es de más de 95%; y la microcápsula de aceite de semilla de mora se puede aplicar en alimentos y productos para el cuidado de la salud .

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NOTICIAS Técnica de microencapsulación a escala industrial para alimentos (Proyecto I+D+i) Publicado en 2017

España. AINIA ha desarrollado procesos avanzados de microencapsulación para obtener a escala industrial nuevos alimentos y bebidas, fármacos y cosméticos, con propiedades y funcionalidades más avanzadas y saludables. En el marco del Proyecto AMICES, ha investigado los requisitos necesarios (equipamiento, materiales y condiciones) para poder adaptar la microencapsulación a los procesos industriales, así como abaratar costos de esta tecnología para las empresas.

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Desarrollo de nuevos envases promete mejorar la exportación de arándanos Publicado en 2016

Chile. Una investigación liderada por la Fundación Chile y que se centró en el desarrollo de un clamshell innovador, permitió establecer diversas fórmulas para mejorar la condición de la fruta que, a menudo, debe pasar varias semanas en un contenedor para llegar a mercados lejanos como China, entre ellas, el uso de microencapsulación de compuestos en el envase para la fruta.

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Desarrollan tecnología de microencapsulación en alimentos Publicado en 2016

México. El Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), Unidad Querétaro, diseñó una tecnología para microencapsulación de vitaminas, minerales, enzimas y aceites esenciales para ofrecer alternativas que permitan la fortificación de los alimentos y la funcionalidad de sus nutrientes adicionados.

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Avances en microencapsulación para el desarrollo de materiales antimicrobianos para alimentos Publicado en 2016

España. En este artículo le resumimos el proyecto INORCAP, cuyo objetivo es el desarrollo de microcápsulas multifuncionales de alta resistencia mecánica y térmica a partir de materiales antimicrobianos de aplicación en los alimentos.

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Universidad de Lima inicia investigación para microencapsular aceites de sacha inchi y prevenir enfermedades Publicado en 2016

Perú. El Instituto de Investigación Científica (IDIC) de la Universidad de Lima (ULima), en el marco del Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA), financiado con recursos del Banco Mundial y el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), presentó públicamente el proyecto denominado “Microencapsulación de aceites de Sacha Inchi (Plukenetia volubilis y P. huayllabambana) y antioxidantes de la biodiversidad peruana”.

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Proceso de micro-encapsulación mantiene el efecto protector de ácido ascórbico para las investigaciones de conservación de alimento Brasil. La facultad de Zootecnia e Ingeniería de Alimentos en la Universidad de Sao Pablo, Brasil, pretenden utilizar el ácido ascórbico en la investigación de conservación de alimentos a través del proceso de micro-encapsulación. El ácido ascórbico se suele utilizar en la industria de los alimentos para aumentar la ingesta de vitamina C como antioxidante y para retardar la oxidación de los alimentos con el propósito final de mantener la calidad del producto.

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ANÁLISIS CUANTITATIVO Producción tecnológica - Patentes Se realizó un análisis sobre las patentes encontradas al realizar la búsqueda de las mismas en las diferentes bases de datos, tomando como referencia los resultados obtenidos de Patent Inspiration, donde se obtuvieron un aproximado de 600 patentes al realizar la búsqueda con las palabras claves "Microencapsulat* and food” en el transcurso de los últimos 10 años.

Países de origen de los solicitantes de patentes Los países que lideran el listado sobre patentes relacionadas a tecnologías, procesamientos y/o metodologías sobre microencapsulación de alimentos, son Estados Unidos y China, quienes poseen cerca del 70% de solicitudes de patentes a nivel mundial. En menores porcentajes se encuentran Alemania, Canadá e India (6, 4 y 4% respectivamente). Es importante mencionar que el único país latinoamericano que aparece en el Top ten, es México con 3%, a su vez que permite observar que el Perú, no posee alguna patente relacionada al tema de la microencapsulación que podría significar una ventana de oportunidades para realizar investigaciones y estudios en la utilización de la microencapsulación de compuestos con el objetivo de extender la vida anaquel de los productos exportables dentro de la Industria Alimentaria.

Figura Nº 3: Mapa con países solicitantes líderes en patentes tecnológicas sobre microencapsulación en alimentos (Período 2008-2018)

Fuente: Elaboración propia utilizando Patent Inspiration (Información extraída hasta febrero 2018)

Entidades y/o instituciones solicitantes Acorde a la búsqueda realizada, en la figura 4, se observan las entidades, empresas y/o instituciones solicitantes líderes en patentes sobre microencapsulación de alimentos durante los últimos 10 años, liderando la lista la entidad Healming Health Science, seguida por el investigador Hu Anran y a su vez por la empresa Kraft Foods Holdings, poseyendo en su autoría 59, 19 y 17 patentes, respectivamente. Es importante mencionar que la empresa que lidera la solicitud de patentes Healming Health Science, presenta un enfoque medicinal y nutricional por medio de la elaboración de alimentos y/o fórmulas de alimentos que incorporan la microencapsulación de compuestos.

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Figura Nº 4: Entidades e instituciones solicitante líderes en patentes tecnológicas sobre microencapsulación en alimentos (Período 2008-2018)

HEALMING HEALTH SCIENCE CO LTD HU ANRAN KRAFT FOODS HOLDINGS INC JINSHANMEI BIOTECHNOLOGY CO DSM IP ASSETS BV LAILA NUTRACEUTICALS INTERCONTINENTAL GREAT BRANDS LLC MARKET BIOSCIENCES CORP UNIVERSIDAD JIANGNAN GAONKAR ANILKUMAR GANAPATI 0

10

20

30

40

50

60

70

Fuente: Elaboración propia utilizando Patent Inspiration (Información extraída hasta febrero 2018)

Cantidad de patentes tecnológicas por año En la búsqueda realizada sobre patentes sobre Microencapsulación de alimentos, se observa en la figura 5, la cantidad de solicitud de patentes y patentes otorgadas durante cada año en el periodo del 2008 al 2018.

Figura Nº 5: Cantidad de patentes tecnológicas sobre microencapsulación en alimentos (Período 2008-2018)

140 120 100 80 60 40 20 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

2017

2018

Fuente: Elaboración propia utilizando Patent Inspiration (Información extraída hasta febrero 2018)

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Producción científica - Publicaciones Se ha realizado el análisis de la información con los resultados de las búsquedas realizadas sobre investigaciones científicas, para ello se establecieron ecuaciones de búsqueda con las palabras claves “Microencapsulation” y “Food”. Para lo cual se ha tomado como referencia los resultados de la base de datos Scopus donde se obtuvo un total de 1119 documentos, en el periodo de búsqueda para los últimos 10 años, obteniendo los siguientes datos:

Cantidad de publicaciones por año En la siguiente figura se muestra la cantidad de publicaciones de los últimos 10 años, donde se observa un desarrollo variado, siendo el año 2008 el de menor cantidad con 34 documentos, continuando con un leve incremento en los cuatro años siguientes, a partir del 2012 se observa un crecimiento más elevado con 99 documentos, decayendo levemente en 2013 con 98, siguiendo en 2014 con 120, 2015 con 157, 2016 con 171 y 2017 el año con mayor cantidad de publicaciones con 187, notándose un incremento del 550% con respecto al año 2008 en producción científica respecto al tema. Asimismo, se observa que hasta el mes de febrero de 2018 existen 57 documentos publicados, lo que nos podría indicar que la tendencia incremental en publicaciones continuará en el presente año.

Figura Nº 6: Cantidad de publicaciones científicas sobre microencapsulación de alimentos (Período 2008-2018) 200

187 171

180 157

160 140 120 120 99

100 80

68 57

60 40

98

47

44

2009

2010

34

20 0 2008

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

Fuente: Elaboración propia utilizando Scopus.

(Información extraída hasta febrero 2018)

Principales países con producción científica En la siguiente figura podemos observar los países más activos en producción científica con respecto a la búsqueda realizada sobre la temática de microencapsulación de alimentos, siendo el líder Brasil con 123 documentos, seguido por Estados Unidos con 117, China con 111, India con 94, Australia con 68, España con 62, Canadá con 60, Irán e Italia con 51 y Corea del Sur con 47 documentos. Según los datos que apreciamos en el gráfico observamos que Brasil, Estados Unidos y China encabezan la lista seguidos de cerca por India y más alejados los demás países presentes en el listado.

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Figura Nº 7: Cantidad de publicaciones científicas por país (Período 2008-2018)

Brasil

123

Estados Unidos

117

China

111

India

94

Australia

68

España

62

Canadá

60

Irán

51

Italia

51

Corea del Sur

47 0

20

40

60

80

100

120

140

Fuente: Elaboración propia utilizando Scopus (Información extraída hasta febrero 2018)

Principales organizaciones con producción científica En la siguiente figura observamos la lista de organizaciones con mayor producción científica liderando la Universidad Estatal de Campinas de Brasil con 32 documentos, seguida por la Universidad de Oporto de Portugal con 27 y Universidad de Sao Paulo de Brasil con 26, las organizaciones que siguen la lista se dividen en cantidades uniformes y en menor número comparado a las primeras, tenemos Agricultura y Agroalimentación de Canadá con 18, Universidad Jiangnan de China con 16, Universidad de Corea del Sur con 15, Instituto Central de Investigación Tecnológica de Alimentos de India con 14, el CONICET de Argentina con 14, Ministerio de Educación de China con 13 y la Universidad de Queensland de Australia con 13.

Figura Nº 8: Organizaciones líderes en producción científica (Período 2008-2018)

Universidad Estatal de Campinas - Brasil

32

Universidad de Oporto - Portugal

27

Universidad de Sao Paulo - Brasil

26

Agricultura y Agroalimentación - Canadá

18

Universidad Jiangnan -China

16

Universidad de Corea - Corea del Sur

15

Instituto Central de Investigación Tecnológica de…

14

CONICET - Argentina

14

Ministerio de Educación - China

13

Universidad de Queensland - Australia

13 0

5

10

15

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Fuente: Elaboración propia utilizando Scopus (Información extraída hasta febrero 2018)

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CONCLUSIONES La aplicación de la microencapsulación es una alternativa que puede hacer frente a los problemas más significativos de la industria alimentaria actual, ya que implica el uso de una estrategia adecuada para numerosas aplicaciones, como la fortificación de alimentos, la mejora de propiedades organolépticas, incrementos de la vida útil del alimento y desarrollo de nuevos productos.

Entonces, ¿Por qué utilizar la microencapsulación en la industria de alimentos?

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Incremento de la vida útil del producto y/o aislamiento de compuestos bioactivos de rápida degradación.

Asimismo, la protección del alimento o compuesto microencapsulado frente a factores externos como calor, humedad, aire, luz, oxígeno.

Modificación de características físicas para facilitar la manipulación, por medio de la dispersión uniforme en el material deseado.

Retención de ingredientes volátiles (como aromas) para reducir pérdidas.

Control de la liberación en el lugar y momento deseado, Por modificación de las condiciones de pH (evitar pH ácido) – Por cambio del medio (disolución en saliva) – Por calor (liberación durante cocinado, acción microondas).

Enmascarar sabores desagradables o mayor percepción de sensaciones.

Aumentar la biodisponibilidad de compuestos en el tracto digestivo (enfoque nutricional).

Liberación consecutiva de ingredientes múltiples.

Aplicaciones para la conservación de alimentos.

Las aplicaciones de la microencapsulación en la industria de alimentos son prometedoras. Actualmente, existen diversos estudios que incorporan la microencapsulación de compuestos para la extensión de la vida útil del alimento.

Un ejemplo de ello es incorporar microcápsulas de compuestos bioactivos (aceites esenciales) a películas comestibles que recubran el alimento (fresas, berries, pepinos, entre otros) logrando que la vida útil de esta se alargue, preservando las características del alimento por una mayor cantidad de días, que a su vez permite un mayor número de exhibición del alimento en anaquel.

Otro estudio realizado en Chile, describe el uso de la microencapsulación de aceites esenciales en la incorporación de un envasado activo de arándanos, realizando una liberación controlada de los aceites esenciales con propiedades antimicrobianas con el objetivo final de extender la vida útil de los mismos.

Asimismo, existen otros estudios enfocados en optimizar los procesos de encapsulamiento de compuestos bioactivos, en conservar las propiedades de los alimentos (aceites esenciales, aromas, proteínas) y en la conservación de colorantes naturales para evitar su degradación.

Oportunidades en el Perú Actualmente, en Perú se vienen realizando investigaciones en temas del uso de la microencapsulación en alimentos.

Un ejemplo de ello, es la Universidad de Lima, quien, en convenio con el Instituto Nacional de Trabajo Industrial (INTI) de Argentina, Instituto de la Grasa de Sevilla, Universidad de Florencia, Universidad Nacional Agraria de La Molina, Agroindustrias Caspizapa S.A.C. y la Cooperativa de Agricultores de Sacha Inchi de la provincia de Rodríguez de Mendoza de Amazonas, están llevando a cabo un proyecto y sus respectivas investigaciones sobre microencapsulación de aceite de Sacha Inchi y otros compuestos bioactivos con la finalidad de elaborar alimentos funcionales de consumo masivo como mayonesa light, jugo deshidratado en sachet con pulpa de camu camu y papillas para bebés con productos andinos como cañihua, yacón, kiwicha y quinua.

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Asimismo, otro estudio realizado en convenio de la Empresa Granja Las Casuarinas (Perú) y la Universidad de Sao Paulo (Brasil) sobre la microencapsulación del polvo de arándano y la optimización del proceso de encapsulamiento, teniendo como objetivo principal evaluar el efecto de la proporción en mezcla de los hidrocoloides; goma arábiga, maltodextrina y almidón modificado, sobre la capacidad antioxidante, capacidad de rehidratación y contenido de antocianinas en polvo de arándano microencapsulado para su comercialización.

El Perú cuenta con una gran fuerza de producción agrícola, siendo uno de los principales exportadores para diversas

frutas y hortalizas frescas o mínimamente procesadas hacia todos los continentes. Se ejecutan grandes esfuerzos en el incremento de la vida útil de estos productos frescos para minimizar las pérdidas durante su transporte y distribución. Durante el transporte de estos hacia los distintos destinos de venta, estos productos van perdiendo turgencia y ciertos atributos físicos y sensoriales, lo que puede influir en la calidad final del producto en el destino.

Para minimizar su deterioro durante el transporte, se aplican varios métodos como, por ejemplo: refrigeración, conservación en atmósfera controlada, envases inteligentes (con nanopartículas), entre otros.

Las empresas agroindustriales están en búsqueda constante de nuevas formas de aumentar la vida útil de sus productos en anaquel, lo que representa una oportunidad de alcanzar nuevos mercados y mejorar sus utilidades. La microencapsulación de compuestos que permiten la conservación de las frutas y hortalizas, mediante su liberación programada, es una oportunidad para estas empresas, pudiendo así proteger la calidad de sus productos, abrir nuevos canales de distribución de sus productos, optimizar procesos y abastecer nuevos mercados. Es aquí donde se tiene una oportunidad de incorporar nuevas tecnologías para la mejora y optimización de la producción de alimentos frescos.

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