Microencapsulación de extractos de chile habanero (Capsicum Chinense) empleando secado por aspersión y CO2 supercrítico

El proceso principal para la obtencion de compuestos bioactivos de chile habanero (Capsicum chinense), es la extraccion solido-liquido, en el cual el chile previamente deshidratado, es puesto en contacto con un disolvente, generalmente etanol. Para la recuperacion y conservacion de los compuestos bioactivos se utilizan principalmente procesos de encapsulacion, siendo el mas usado el secado por aspersion, sin embargo, es necesario evaporar previamente el disolvente organico del extracto para evitar su combustion durante el secado. Una opcion para evitar la etapa de evaporacion es acoplar al secador una bomba de calor, lo que le confiere una configuracion de ciclo cerrado, y con ello la posibilidad de utilizar gases inertes en recirculacion (por ejemplo, N2). Recientemente otra alternativa utilizada para la encapsulacion de compuestos bioactivos a partir de extractos etanolicos es el uso de dioxido de carbono supercritico (CO2-SC) como antisolvente o antidisolvente (SAS). En consecuencia, el objetivo de este trabajo se centro en estudiar las condiciones de operacion para la encapsulacion de compuestos bioactivos de extractos de chile habanero utilizando el proceso de secado por aspersion en ciclo cerrado (SACC), y el metodo de CO2-SC como antisolvente (SAS) considerando las variables del proceso (temperatura del gas de secado y condiciones del fluido supercritico) y la solucion de alimentacion (tipo y concentracion del material encapsulante). En la primera etapa del proyecto se evaluo la evolucion de capsaicinoides en el chile habanero durante la maduracion del fruto. Los datos obtenidos muestran un maximo de la concentracion de capsaicinoides el dia 34 despues de la floracion. Posteriormente se estudio teorica y experimentalmente el proceso de secado de rodajas de chile habanero con respecto a la cinetica de secado y compuestos bioactivos en lecho y el consumo de energia. Las condiciones optimas para el secado son 70 oC y 1.5 m s-1 de velocidad de aire de secado. Consecutivamente se realizaron cineticas de extraccion con etanol absoluto para evaluar sus propiedades de equilibrio y de transferencia de masa. Con los datos experimentales, se determinaron los parametros de equilibrio: solucion retenida especifica ( ) y constante de distribucion entre fases al equilibrio ( ). Se determino el numero de etapas ideales que maximizan la eficiencia de extraccion mediante maceracion en etapas multiples a contracorriente. A partir de los extractos obtenidos, se evaluaron los metodos de encapsulacion SACC y SAS. En el proceso de encapsulacion por SACC, se evaluo el efecto de diferentes temperaturas de entrada (130 - 140 oC) y de salida (60 - 70 oC) del gas de secado, asi como diferentes concentraciones (66.7% y 80%) y tipo de material encapsulante (maltodextrina, goma arabiga y su mezcla con silice precipitada), sobre la retencion de compuestos bioactivos, asi como la estabilidad durante el almacenamiento a diferentes temperaturas (25 y 50 oC) y humedades relativas (25, 50 y 75%). Con los datos experimentales se simulo el proceso de secado por aspersion en ciclo cerrado. Los resultados mostraron que utilizando 140 y 70 oC de temperaturas de entrada y salida, respectivamente, y 2 g de maltodextrina: silice precipitada (95:05) por g de solidos de extracto, se obtiene el menor consumo de energia (30.61 kWhkgss), el mayor rendimiento de proceso (56.19 ± 0.79%) y la mayor retencion de capsaicinoides totales (74.6%) y carotenoides totales (54.6%). Para el proceso de encapsulacion con SAS, se evaluaron diferentes temperaturas (35 - 55 oC) y presiones (80 - 160 bar) asi como dos configuraciones de alimentacion (coaxial y paralelo). Se obtuvo la mayor retencion de capsaicinoides totales (101.3 ± 4.7 mg g-1) y un tamano de particula (d50) de 17.2 ± 0.9 µm empleando 45 oC, 120 bar y 66.7% de PVP en una configuracion en paralelo.