Una equipo del Laboratorio de Tecnología de Partículas (LTP) del Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT) desarrolló microcápsulas de sulfato de hierro (FeSO4) que hacen factible el uso de ese compuesto en la fortificación de alimentos. Adicionadas a la leche en polvo reconstituida, aumentaron en más de cuatro veces la absorción de hierro por el organismo con relación a la leche enriquecida con FeSO4 no encapsulado: la cantidad saltó de un 2% ó un 3% a un 13%.
El déficit de hierro afecta a un tercio de la población mundial y, aunque el FeSO4 sea uno de los compuestos más usados para enriquecer alimentos, faltaba un encapsulamiento eficiente. La técnica desarrollada en el IPT está despertando interés por parte de las empresas. El microencapsulamiento evita problemas comunes en esos procesos, tales como la alta reactividad de los compuestos minerales con otros ingredientes y la facilidad de oxidación, además de la variación de color y la alteración del gusto de los alimentos. En este caso, dice la ingeniera química Maria Inês Ré, jefe del LTP y coordinadora del proyecto, “el microencapsulamiento puede disimular el sabor de los minerales en los productos enriquecidos, reducir la reactividad frente a otros ingredientes y controlar su liberación en la parte específica de mejor absorción en el tracto gastrointestinal”.
Además de los alimentos, las aplicaciones incluyen herbicidas, adición de enzimas y jabón en polvo, y anuncios de perfume impresos en los que, tocando el papel, se siente el aroma.
Puertas abiertas
Maria Inês decidió trabajar con suplementación de hierro pues detectó allí una dificultad: “Los especialistas saben de los déficits de hierro en la población y de la necesidad de suplementar las dietas, pero no tienen muchas alternativas tecnológicas. De nada sirve incorporar hierro en la dieta si éste reacciona ante otros componentes de la alimentación. Después de la reacción con otros minerales, proteínas o lípidos, en el tránsito hasta el intestino el hierro llega a destino ya oxidado o precipitado y en condiciones de bajo aprovechamiento (biodisponibilidad)”.
Maria Inês contó con la colaboración de la alumna de maestría de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de São Paulo (USP) Tatiana de Oliveira Santos, que realizó estudios completos de digestión in vitro, que procuran reproducir la complejidad del organismo humano. Los tests fueron realizados con microcápsulas adicionadas a agua y después a un medio complejo: la leche en polvo reconstituida.
Maria Inês, que se posdoctoró en Tecnología de Partículas en Toulouse, Francia, dice que el proyecto abre las puertas incluso a la exportación, mientras que actualmente el microencapsulamiento es poco conocido en Brasil y los productos son generalmente importados. Por eso su gran motivación fue desarrollar tecnología: “Las técnicas existentes son de dominio del sector privado, que no tiene interés en cruzar y absorber información entre grupos distintos, como las industrias de fragancias, las de alimentos y la farmacéutica, por tratarse de un área de dominio de patentes”.
Estable y protegida
La microcápsula es esférica, el mejor formato para el deslizamiento y la fluidez. En un medio sólido, como la leche en polvo, se mezcla al producto y fluye con éste. El material encapsulante, natural o sintético, protege el contenido. En la industria farmacéutica, aumenta la estabilidad de las drogas y les confiere propiedades “inteligentes”, como la liberación controlada en el organismo humano. El sulfato ferroso fue elegido también debido a su alta biodisponibilidad cuando llevado correctamente hasta el lugar de su absorción. Además, es un compuesto barato y hecho en Brasil. Esas ventajas facilitan el uso de microcápsulas en programas de suplementación alimentaria.
En un artículo sobre biodisponibilidade de minerales publicado en la Revista de Nutrición de la Pontificia Universidad Católica de Campinas (Puccamp), en diciembre de 1997, Silvia Franciscato Cozzolino, del Departamento de Alimentos y Nutrición Experimental de la Farmacia de la USP, mostró un estudio sobre ingestión media diaria de algunos minerales en dietas brasileñas, de acuerdo con la región, la franja de edad y la condición social. Los menores valores de ingestión de hierro estaban en las dietas de ancianos de casas de reposo de São Paulo, con 5,4 miligramos por día (mg/día), y en la dieta de un poblado de bajos ingresos de Santa Catarina, con 6,4 mg/día. El consumo diario ideal para adultos es de 15 mg/día.
Gotas envolventes
El mejor producto desarrollado por Maria Inês, con una biodisponibilidad del 13%, fue la microcápsula formulada con FeSO4 y una solución acuosa de NACMC (carboximetilcelulosa sódica, un derivado de la celulosa). Ese líquido es colocado en un secador especial donde, atomizado, forma gotitas que se evaporan y se transforman en microcápsulas, al aprisionar el sulfato ferroso en una membrana de carboximetilcelulosa. En el intestino, en contacto con el medio acuoso alcalino, lentamente la membrana se transforma en un gel. Como el medio acuoso continua penetrando, solubiliza al sulfato ferroso. “Es una liberación con velocidad controlada.”
Al principio, fueron seleccionados alrededor de diez encapsulantes, pero la mayoría de ellos fue descartada por reaccionar negativamente con el sulfato ferroso. Al microencapsulamiento pasaron, la ya aprobada carboximetilcelulosa sódica y una asociación de ésta con un derivado de ácido poliacrílico usado en la industria farmacéutica: el Eudragit RS 100, que no tuvo resultado.También se testearon dispersiones poliméricas acuosas. Éstas incorporan una técnica que evita solventes orgánicos cuando el encapsulante no es hidrosoluble y garantiza de esta manera que no existan residuos tóxicos en el producto. Esas dispersiones son usadas en superficies macroscópicas, como comprimidos y pastillas. Maria Inês verificó que, aunque los resultadospara las micropartículas aún no sean los esperados, es posible mejorar el proceso y optimizar ese tipo de revestimiento.
Dos patentes
El proyecto permitió desarrollar paralelamente otros estudios y otros productos encapsulados con características innovadoras que pueden ser objeto de patente. Otra posibilidad de patente, que aún demanda tiempo de investigación, es la propia microcápsula de sulfato ferroso. La investigadora cree que, después de la optimización de un producto que ya de por sí es bueno, mediante la introducción de un aditivo en el agente encapsulante, se conseguirá una modulación más fina de la velocidad con la que el hierro es liberado en el organismo. Maria Inês pretende elevar el valor de absorción de hierro hasta un 15%, lo que significa pasar de una franja media-alta a una franja alta de aprovechamiento.
En un nuevo proyecto recientemente aprobado por la FAPESP, Maria Inês pretende perfeccionar la microcápsula de sulfato ferroso, analizar mejor las dispersiones poliméricas acuosas y también investigar todos los mecanismos implicados en la formación de la microcápsula en el secador (spray dryer). “La mejora que se obtiene es muy grande. Con el dominio de la técnica y el mayor conocimiento de todo lo que puede interferir en el proceso de generación de microcápsulas, será posible llegar al diseño ideal del producto.”
EL PROYECTO
Estudio del Microencapsulamientode Mineral (hierro) por Spray Drying
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinadora
Maria Inês Ré – Instituto de Investigaciones Tecnológicas
Inversión
R$ 31.163,79 y US$ 45.925,16
