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 to pochodna chityny. Ma liczne zastosowania w medycynie, bo świetnie sprawdza się przy hamowaniu krwotoków oraz opatrywaniu ran.
Chitozan jest też znanym suplementem diety, który pomaga przy pozbyciu się zbędnych kilogramów. Jest to związek organiczny, który należy do grupy polisacharydów. Jest nietrawiony przez ludzki układ pokarmowy.
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.
