Microencapsulación de extracto de hojas de guanábana (Annona muricata L.)

Abstract

Las hojas de Annona muricata contienen compuestos bioactivos que pueden ser aprovechados mediante procesos tecnológicos adecuados para la producción de nutraceúticos y alimentos funcionales. Se estudió el efecto de las condiciones de microencapsulación en las propiedades tecnofuncionales y biológicas de extracto microencapsulado de hojas de guanábana. La extracción se efectuó a 70 °C durante 30 min mezclando las hojas molidas con un solvente hidroalcohólico (1:36), estas condiciones fueron estandarizadas previamente mediante un diseño factorial multinivel para maximizar la eficiencia de extracción. El extracto fue microencapsulado empleando maltodextrina y goma arábiga al 5 y 10% vía secado por atomización y liofilización. Los tratamientos resultantes fueron caracterizados mediante ensayos de solubilidad, eficiencia de encapsulación, microestructura y espectroscopia IR, y se seleccionó el secado por atomización utilizando maltodextrina (10%) por conservar mejor el extracto comparado con la liofilización. El polvo resultante presentó 72.12% de eficiencia de encapsulación, partículas esféricas de tamaño heterogéneo y alta solubilidad. Para mejorar las características del polvo (minimizando la humedad y maximizando la solubilidad y eficiencia de encapsulación), la técnica seleccionada fue optimizada en función al flujo de alimentación y temperatura, fijando los parámetros de 7 mL/min y 140 °C. El extracto microencapsulado en condiciones óptimas fue caracterizado fisicoquímicamente y se probó su efecto en células cromafines PC12 y neuronas corticales para descartar neurotoxicidad. Se encontró que la anonacina presente en los polvos microencapsulados reduce la viabilidad celular y altera los impulsos neuronales de calcio, pero este efecto disminuye según la concentración y por la existencia de otros fitoquímicos. El extracto microencapsulado contiene sustancias originalmente presentes en las hojas que conservan un efecto funcional dependiente de la concentración en la que estén presentes.

Annona muricata leaves present bioactive compounds that can be extracted and protected by suitable technological processes for functional foods and nutraceuticals production. The effect of technological conditions for microencapsulating Annona muricata leaves extract on the functionality of the resulting powders were studied. Phytochemical extraction from soursop leaves was performed at 70 °C for 30 min mixing the grinded leaves with a hydroalcoholic solvent (1:36), those conditions were previously established by using a multilevel factorial design in order to maximize extraction efficiency. The extract was microencapsulated via spray drying and freeze-drying using Maltodextrin and Gum Arabic at 5 and 10 %. The resulting treatments were physicochemically characterized through solubility, encapsulation efficiency, microstructure and IR spectrum, in order to select the most suitable microencapsulation technique, the type and the percentage of encapsulant. The treatment with maltodextrin at 10 % using spray drying microencapsulation, was selected due to its highest encapsulation efficiency (72.12 %). The resulting powder was comprised of spherical particles heterogeneous in size with a hollow center. In order to enhance the technofunctional characteristics of the resulting powder, the rate of feeding and temperature were fixed by optimization at 7 mL/min and 140 °C. The cytotoxic activity of the optimum treatment on PC12 cells was tested at different concentrations and times of exposure founding that there is a toxic effect on PC12 cells attributed to the presence of annonacin; elsewhere, It was observed an alteration on calcium signal of cortical neurons as a consequence of a depletion of energy supply into neurons, this effect was decreased in extracts due the presence of other phytochemicals. The results confirm that bioactivity of phytochemicals originally present in the leaves are still active, but their effect depends on the concentration in which they are present.