La microencapsulación es un método mediante el cual pequeñas partículas, gotas de líquido o gases se envuelven con un material de cobertura para dar lugar a microcápsulas o micropartículas agregadas. Esta tecnología es considerada como una de las microtecnologías aplicadas con éxito en el ámbito alimentario y en biotecnología (Nazzaro et al., 2011).
Si el sector farmacéutico fue pionero en hacer uso de estos avances tecnológicos, hoy además de la alimentación y la biotecnología también otros sectores como el envase, la agricultura o el sector de aditivos, ingredientes y complementos alimenticios utilizan los métodos de microencapsulación para el avance en su innovación.
Experiencias de éxito en la aplicación de la microencapsulación. Casos AINIA
1. Microencapsulación para nuevos alimentos enriquecidos o funcionales
Las tecnologías de microencapsulación están permitiendo, en los últimos tiempos, desarrollar alimentos con nuevas propiedades, más seguros y más saludables. O mejorar la composición de otros ya existentes.
Así, por ejemplo, hemos conseguido, junto con la Universidad de Bolonia, las empresas española INDESPAN y EPSA y otros socios europeos, los primeros prototipos de un pan enriquecido con hierro microencapsulado en harinas integrales que ayuda a combatir la anemia, especialmente orientado a niños, embarazadas y personas mayores necesitadas de aportes de hierro. Si le interesa saber más, le recomendamos la lectura de este artículo: “Bake4fun, la nueva generación de panes que ayudarán a combatir la anemia”.
Las utilidades de la microencapsulación en alimentación es tan amplia que basta con citar algunos ejemplos para evidenciar su potencial en aquellos que todavía no la tengan en cuenta para mejorar la calidad de sus productos o su diferenciación en el lineal; desde el empleo de aceite de pescado para enriquecer productos dietéticos como barritas o batidos, a incrementar la cantidad de hierro en la leche infantil. También podemos citar sus ventajas a la hora de aditivar algunos ingredientes muy usados y demandados en productos alimenticios como vitaminas, calcio, omegas… si le interesa conocer más ejemplos lea este artículo: “La microencapsulación, ¿qué beneficios nos puede aportar?"
2. Microencapsulación para obtener una nueva generación de aditivos naturales a partir del aprovechamiento de subproductos agroalimentarios
El sector de aditivos e ingredientes también mira expectante y se interesa cada vez más por la I+D relacionada con las aplicaciones de las tecnologías de microencapsulación al desarrollo de nuevos aditivos e ingredientes.
Nos atrevemos a decir que es uno de los sectores que más innovan y una de las palancas de crecimiento en alimentación, clave para dar respuesta a un desafío social en el que alimentación y salud van de la mano y donde lo natural se impone como palanca clave en el desarrollo de productos. Y además una manera de encontrar nuevos usos a los subproductos de alimentación.
Tenemos experiencia en el aprovechamiento de subproductos de la producción citrícola para conseguir aditivos de aromas de cítricos de gran valor en el mercado, no solo de la fabricación de alimentos, sino también de cosméticos, complementos alimenticios, etc. También hemos conseguido microencapsular antioxidantes naturales (hemos desarrollado un prototipo de aditivo funcional a partir de extractos de olivo) conseguidos de subproductos agrícolas.
La colaboración en esta línea de trabajo con algunas de nuestras empresas asociadas es constante. Así, por ejemplo, ya contamos en las jornadas de innovación celebradas las experiencias de Matarromera y AINIA en la obtención de extractos de polifenoles (elevada función antioxidante demostrada) a partir de desechos y subproductos de la industria vitivinícola. Otro ejemplo, DOMCA, empresa referente por su innovación dentro del sector de aditivos e ingredientes, también ha podido avanzar en la mejora de uno de sus aditivos naturales más conocidos, un aditivo de ajo de alta concentración.
En definitiva, ingredientes naturales, aditivos volátiles, aceites esenciales, antimicrobianos, enzimas, bacterias (como acidolácticas como starters o probióticos)… Mediante la microencapsulación podemos generar una barrera entre materiales muy delicados y el ambiente y así se puede incrementar el efecto de sustancias bioactivas contenidas en extractos o aceites esenciales y minimizar su impacto sensorial en los productos que se desea preservar.
3. Microencapsulación para obtener una nueva generación de biofertilizantes, pesticidas naturales, elicitadores y agentes de biocontrol agrícola
La microencapsulación son el complemento ideal para la ya conocida “White Biotechnology”, que podemos definir como el uso y explotación en condiciones adecuadas de microorganismos vivos, con el fin de obtener productos de alto valor añadido y transformar procesos en la agricultura.
Estas dos tecnologías juntas nos están permitiendo avanzar en una línea de I+D de gran potencial: El desarrollo de una nueva generación de agentes de biocontrol (biofertilizantes, pesticidas naturales, elicitadores, nutrientes de suelos…) con liberación controlada sobre la planta o los suelos que permitan avanzar hacia una agricultura más sostenible. Las experiencias reales con empresas agrarias y con startups del entorno biotecnológico están permitiendo a nuestros clientes diferenciarse y ganar ventaja competitiva en su sector.
4. Microencapsulación para mejorar las propiedades de materiales y envases
En el proyecto PhBottle hemos aditivado, microencapsulados, los componentes necesarios para mejorar las propiedades barrera del nuevo envase biodegradable obtenido en este proyecto. Si queremos avanzar en nuevos materiales biodegradables y/o sustitutivos de materiales poliméricos habituales (derivados del petróleo), las tecnologías de microencapsulación tienen que ser estudiadas para superar algunas barreras de funcionalidad necesarias.
En otros proyectos para empresas privadas nos hemos centrado en la liberación controlada de aromas y fragancias en envases de diverso tipo y usos. ¿Quién no ve el potencial del envase en la estimulación de emociones en el consumidor?. La microencapsulación puede ayudar a darle un valor añadido y diferencial a nuestro packaging.
La aditivación de materiales con antimicrobianos es otra línea de investigación de gran experiencia en AINIA, sobre la que recomendamos la lectura del artículo: “Envases activos para alimentos frescos y naturales con mayor vida útil: ¿Qué hay en el lineal?”
5. Microencapsulación para nuevos productos cosméticos y fármacos más naturales
La obtención de cremas faciales enriquecidas con vitaminas o pastas dentífricas con mayores dosis de flúor de las habituales se está consiguiendo gracias, entre otras tecnologías, a la microencapsulación.
La aplicación de tecnologías de microencapsulación en el sector cosmético ha supuesto una revolución en los últimos tiempos, puesto que ha permitido desarrollar productos con nuevas propiedades, muchos más eficaces en el cuidado facial o corporal.
El proceso de microencapsulación mantiene la conservación de las propiedades de los productos, de manera que las sustancias bioactivas se introducen en una matriz del producto para impedir que se pierdan. Así, se protegen de la reacción con otros compuestos, se frenan las reacciones de oxidación e incluso, se logra liberar sustancias de forma controlada.
En el ámbito de la farmacia, las bondades de la microencapsulación fueron descubiertas hace décadas y hoy pueden encontrarse en el mercado medicamentos de liberación selectiva, fármacos con principios activos naturales microencapsulados, etc. Hemos conseguido prototipos de desarrollos finalistas en este ámbito.
En estos sectores, además, la microencapsulación con CO2 supercrítico ha despertado en los últimos años un especial interés al permitir controlar el tamaño de la partícula, la distribución de tamaños, utilizar temperaturas moderadas y evitar utilizar disolventes que son peligrosos para la salud, con los niveles de pureza más altos posibles del principio activo. Si están interesados en este tema, les animamos a que lean este artículo en el que aportamos detalles sobre el potencial del CO2 supercrítico para el sector farmacéutico.
Los 7 usos más comunes de las tecnologías de microencapsulación
En definitiva, para cualquiera de los sectores mencionados, las empresas que quieran diferenciarse bien por la innovación y personalización de sus productos, bien por la calidad de los mismos, la microencapsulación tiene una amplia variedad de utilidades. Pero sus usos más frecuentes son:
1. Protección frente a pérdidas nutricionales o funcionales.
2. Liberación controlada en el tiempo de sustancias de interés (nutrientes, aromas, principios activos de fármacos, saborizantes, antimicrobianos…)
3. Estabilidad durante el almacenamiento y disminución de la higroscopicidad (capacidad de los materiales de absorber la humedad atmosférica).
4. Protección de células frente a ambientes desfavorables.
5. Mejora de cualidades sensoriales y enmascaramiento de sabores u olores desagradables.
6. Modificación del estado de agregación aparente.
7. Generación de materiales de envasado.
En AINIA tenemos conocimiento y experiencia de trabajo con aplicaciones finalistas en mercado en todos estos campos; dominamos y tenemos equipos e instalaciones preparadas para poner a punto las diversas tecnologías de microencapsulación existentes, desde la microencapsulación de partículas a la caracterización de partículas formadas. Dependiendo de las características que se pretendan definir y los objetivos a alcanzar a lo largo del proceso nos decantaremos por una u otra y validaremos sus resultados, tanto a nivel de prototipo piloto como de escalado industrial.
Si está interesado contacte con nosotros, le podemos ayudar a personalizar su producto, mejorar su calidad o innovar en su sector.
