Adsorción de proteína en hidrogeles: Producción, caracterización y simulación gastrointestinal in vitro

Abstract

La microencapsulación permite la obtencion de hidrogeles capaces de proteger y manterner la estabilidad de bioactivos en condiciones adversas. No obstante, la estructura del hidrogel presenta permeabilidad, lo cual puede afectar la funcionabilidad del bioactivo microencapsulado. Ante esto, el recubrimiento con proteinas es una solucion ampliamente utilizada. Por otro lado, sangre bovina (SB) y clara de huevo (CH), son fuentes proteicas que aún no han sido aprovechadas como material de recubrimiento para hidrogeles. En este estudio, produjimos hidrogeles de pectina (HPEC) y alginato (HALG) recubiertos con proteínas de SB y CH a distintas concentraciones (2, 4, 8, 10%). Los hidrogeles, fueron caracterizados en cuanto a adsorción proteica, humedad, ceniza, morfología y tamaño medio. Posteriormente, los hidrogeles con recubrimiento proteico de mayor concentración (10%) fueron expuestos a condiciones gastrointestinales in vitro, y evaluados en cuanto a resistencia física y solubilidad proteica. Fue observado, que la cantidad adsorbida de proteínas fue significativamente mayor en HPEC (p<0.05) comparado con HALG, independientemente del tipo y concentración de proteína utilizada. Asimismo, el incremento de la concentración de proteína en solución resultó en mayor adsorción de proteína independientemente del tipo de hidrogel. Las estructuras de HPEC recubiertos cedieron al final de la simulación gastrointestinal, en cambio, HALG recubiertos mostraron resistencia. Paralelamente, los valores de solubilidad proteica, sobrepasaron el 80% cuando los hidrogeles recubiertos fueron expuestos a condiciones intestinales. Los resultados encontrados demuestran que es posible la utilización de la sangre bovina y clara de huevo como material de recubrimiento de hidrogeles, logrando los efectos esperados, en cuanto a adsorcion solubilidad en ambientes específicos. De manera que, el uso de esta tecnología tiene un gran potencial para futuros usos en la industria de alimentos y farmacéutica.

Microencapsulation allows the obtaining of hydrogels capable of protecting and maintaining the stability of bioactive agents in adverse conditions. However, the structure of the hydrogel presents permeability, which can affect the functionality of the microencapsulated bioactive material, therefore, the coating with proteins is a widely used solution. On the other hand, bovine blood (SB) and egg white (CH) are protein sources that have not yet been used as a coating material for hydrogels. In this study, we produced pectin hydrogels (HPEC) and alginate (HALG) coated with SB and CH proteins at different concentrations (2, 4, 8, 10%). Which were characterized in terms of protein adsorption, humidity, ash, morphology and average size. Subsequently, the hydrogels with protein coating of higher concentration (10%) were exposed to gastrointestinal conditions in vitro, and evaluated in terms of physical resistance and protein solubility. It was observed that the adsorbed amount of proteins was significantly higher in HPEC (p <0.05) compared to HALG, regardless of the type and concentration of protein used. Likewise, the increase in protein concentration in solution resulted in higher protein adsorption regardless of the type of hydrogel used. The structures of coated HPEC yielded at the end of the gastrointestinal simulation, whereas, coated HALG showed resistance. In parallel, protein solubility values exceeded 80% when the coated hydrogels were exposed to intestinal conditions. The results show that it is possible to use bovine blood and egg white as hydrogel coating material, achieving the expected effects, in terms of adsorption, resistance and solubility in specific environments. So, the use of this technology has great potential for future uses in the food and pharmaceutical industry.