Bioaktywne oleje, zarówno roślinne, jak i morskie, zyskują na popularności dzięki swoim wartościom zdrowotnym i odżywczym. Zawierają bogactwo kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6, które wspierają układ sercowo-naczyniowy, działają przeciwzapalnie i mogą ograniczać rozwój nowotworów. Niestety, wrażliwość olejów na światło, tlen i wysoką temperaturę sprawia, że łatwo tracą one cenne właściwości. Aby przeciwdziałać tej degradacji, stosowane są różne techniki kapsułkowania, które chronią składniki aktywne przed niekorzystnym wpływem środowiska.
Kapsułkowanie – na czym polega?
Kapsułkowanie polega na zamknięciu składnika aktywnego w matrycy ochronnej, która izoluje go od otoczenia aż do momentu uwolnienia w odpowiednich warunkach (np. zmiana pH, ciśnienia, temperatury).
Zalety kapsułkowania
Kapsułkowanie olejów jest skutecznym sposobem poprawy biodostępności olejów i zabezpieczeniem ich przed degradacją. Dzięki tej technologii składniki olejów są chronione przed utlenianiem, co wydłuża trwałość produktów i maskuje ich smak oraz zapach. Kapsułkowanie umożliwia również bezpieczny transport.
Mikrokapsułkowanie
Mikrokapsułkowanie polega na tworzeniu funkcjonalnej bariery między materiałem rdzenia a ścianką kapsułki, co zabezpiecza zawartość przed reakcjami chemicznymi i fizycznymi.
Popularne techniki mikrokapsułkowania to:
- Suszenie rozpyłowe – polega na rozpylaniu emulsji z materiałem osłonowym i aktywnym w komorze suszącej, gdzie cząsteczki są osuszane ciepłym powietrzem, tworząc stabilne, sferyczne mikrokapsułki, które ułatwiają przechowywanie i transport.
- Koacerwacja – polega na wytrącaniu cząstek koloidalnych z roztworu, tworzących fazę ciekłą – koacerwat. Cząstki są izolowane w formie prostych (jeden polimer) lub złożonych (kilka polimerów) koacerwatów, które chronią składniki aktywne przed niekorzystnymi czynnikami.
Technika mikrokapsułkowania pomaga w kontrolowaniu lotności i uwalniania olejków. Nowoczesne sposoby kapsułkowania koncentrują się na zwiększeniu stabilności oksydacyjnej i precyzyjnym uwalnianiu składników aktywnych.
Nanokapsułkowanie
Nanokapsułkowanie to zaawansowana technika, która umożliwia uzyskanie cząsteczek o bardzo małych rozmiarach. Wyróżnia się dwa główne typy nanonośników: nanocząstki polimerowe (PNP) oraz nanonośniki lipidowe, takie jak liposomy i stałe nanocząstki lipidowe (SLN).
- Nanocząstki polimerowe (PNP) to submikronowe struktury złożone z polimerów naturalnych lub syntetycznych, które mogą przyjmować formę nanokapsułek lub nanosfer. PNP są badane pod kątem dostarczania bioaktywnych olejów ze względu na ich wysoką stabilność, biodegradowalność i zdolność do ochrony olejów, zwłaszcza tych o niskiej stabilności, jak omega-3.
- Nanonośniki lipidowe obejmują liposomy i stałe nanocząstki lipidowe (SLN), które stabilizują oleje przed degradacją.
- Liposomy są strukturami z podwójną warstwą lipidową, przypominającymi błony komórkowe, dzięki czemu są idealnym nośnikiem olejów w formie zbliżonej do naturalnego środowiska organizmu, która nie wywołuje reakcji imunologiccznych.
- Stałe nanocząstki lipidowe (SLN), uzyskiwane przez homogenizację wysokociśnieniową, oferują przedłużone uwalnianie kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6, zapewniając długotrwałe działanie.
Kompleksy inkluzyjne
Kompleksy inkluzyjne z cyklodekstrynami to technika stosowana do ochrony olejów przed utlenianiem i lotnością. Cyklodekstryny, dzięki hydrofobowemu wnętrzu, zamykają niepolarne składniki olejów, takie jak kwasy tłuszczowe, co zabezpiecza je przed czynnikami zewnętrznymi i wydłuża ich trwałość. Technika ta jest szczególnie skuteczna w ochronie olejów rybnych i roślinnych.
Hydrożele sieciowane jonowo
Hydrożele sieciowane jonowo powstają poprzez połączenie polimerów naładowanych przeciwnie, takich jak chitozan i alginiany, co tworzy stabilne kapsułki. Proces ten, zwany emulgowaniem-jonizacją, umożliwia tworzenie większych kapsułek lub nanokapsułek, na przykład z olejkami eterycznymi oregano lub kurkumy. Dzięki stabilności strukturalnej kapsułki te skutecznie chronią aktywne składniki przed rozkładem, zapewniając długotrwałą trwałość.
Chitozan
Chitozan jest naturalnym polisacharydem otrzymywanym w wyniku deacetylacji chityny występującej w pancerzach skorupiaków. W zależności od wariantu surowcem wyjściowym są skorupy krewetek lub krabów. Produkt jest przeznaczony do zastosowań przemysłowych, w szczególności do produkcji suplementów diety.
Nowoczesne metody kapsułkowania olejów
Obecnie dostępne metody kapsułkowania olejów są różnorodne i dostosowane do specyficznych potrzeb stabilności i biodostępności. Oprócz opisanych technik naukowcy nieustannie badają nowe rozwiązania, takie jak polimeryzacja in situ, emulgowanie z użyciem wysokiej lub niskiej energii, precypitacja, kapsułkowanie w drożdżach czy liofilizacja.
Każda z tych metod ma na celu jeszcze lepszą ochronę bioaktywnych składników przed czynnikami zewnętrznymi i umożliwienie ich precyzyjnego uwalniania w organizmie. Dzięki postępowi w tej dziedzinie możemy spodziewać się coraz skuteczniejszych sposobów na zachowanie wartości zdrowotnych olejów w produktach spożywczych i suplementach diety.
Bibliografia:
- Rodríguez, J., Martín, M. J., Ruiz, M. A., Clares, B. „Current encapsulation strategies for bioactive oils: From alimentary to pharmaceutical perspectives.” Food Research International, 83, 2016.
- Martínez Rivas, C. J., Tarhini, M., Badri, W., Miladi, K., Greige-Gerges, H., Nazari, Q. A., Galindo Rodríguez, S. A., Álvarez Román, R., Fessi, H., Elaissari, A. „Nanoprecipitation process: From encapsulation to drug delivery.” International Journal of Pharmaceutics, 532(1), 2017.
- Frankel, E., Bakhouche, A., Lozano-Sánchez, J., Segura-Carretero, A., Fernández-Gutiérrez, A. „Literature review on production process to obtain extra virgin olive oil enriched in bioactive compounds. Potential use of byproducts as alternative sources of polyphenols.” J Agric Food Chem, 2013.
- Bakry, A. M., Abbas, S., Ali, B., Majeed, H., Abouelwafa, M. Y., Mousa, A., Lian, L. „Microencapsulation of Oils: A Comprehensive Review of Benefits, Techniques, and Applications.”
- Lammari, N., Louaer, O., Meniai, A., Fessi, H., Elaissari, A. „Plant oils: from chemical composition to encapsulation.” International Journal of Pharmaceutics, 2021.
