Incorporación de vitaminas en alimentos: nanocomplejos de beta-lactoglobulina con vitaminas hidrofóbicas vehiculizados a través de matrices biopoliméricas sólidas

Los nanocomplejos formados por la proteína del lactosuero beta-lactoglobulina (βLG) con vitaminas hidrofóbicas son una opción para incorporar suplementos vitamínicos a los alimentos. Al captarlas, la proteína protegería a las vitaminas ante factores ambientales (luz, temperatura, humedad, oxígeno), aumentando su vida útil; más aún si estos complejos vitamina-proteína son vehiculizados a través de matrices biopoliméricas sólidas, como las de alginato (ALG). La interacción de la βLG con vitamina D3, vitamina D2 y vitamina E fue estudiada por: turbidimetría, extinción de fluorescencia, DC, HPLC, microelectroforesis y DLS. Se cubrió un rango de concentración de vitamina hasta 500 μM, muy superior a los referidos en trabajos anteriormente publicados. Se ensayaron diferentes concentraciones de βLG (nativa y tratada térmicamente), y diferentes pH (2,0; 5,2; 7,0). De las determinaciones turbidimétricas, cuantificadas a través del parámetro estimador BP (%), se evaluó la captación proteica de vitamina. Se demostró que tanto la concentración de βLG como el pH del medio afectan la interacción, verificándose la mayor captación a pH 2,0 y a mayor concentración proteica. Las interacciones vitaminaproteína hidrofóbica son interacciones mixtas: hidrofóbicas (en los sitios hidrofóbicos de la βLG); y electrostáticas, afectadas por el pH. El tratamiento térmico previo de la proteína no influyó significativamente en el proceso de captación. Por DC se demostró que las vitaminas producen perturbaciones en la estructura secundaria de la βLG, con posible exposición de nuevos sitios de unión, dándose el proceso de captación de vitaminas con un modelo de cooperatividad positiva y/o de stacking. Se comprobó que las vitaminas extinguen la fluorescencia intrínseca de la βLG por quenching estático, con formación de complejos vitamina-proteína, que protegerían a los sitios hidrofóbicos proteicos de la acción de otros agentes extintores como la acrilamida, al volverlos menos expuestos. Las determinaciones de tamaño de partícula y potencial Z demostraron posibles mecanismos de captación de las vitaminas por la proteína, por dos procesos independientes y simultáneos: formación de nanopartículas de vitamina desde las que la proteína puede captarla; y captación directa de vitaminas agregadas. La formación de complejos hidrosolubles de vitamina-proteína es responsable de la consecuente disminución de la turbidez observada. Se definió la proporción óptima βLG/ALG en las películas (βLG 1,25 %P/V / ALG 1 %P/V). Se caracterizaron las películas en función de propiedades mecánicas, color, opacidad y solubilidad; y por: FTIR, DSC, SEM. Resultaron películas continuas, uniformes, translúcidas y flexibles; sin cambios conformacionales ni en propiedades de fijación proteica, con alta resistencia térmica del sistema βLG-ALG. Por RT-HPLC, se verificó que los complejos hidrosolubles vitamina-proteína protegen a la vitamina ante la acción de la luz y el oxígeno del aire; efecto aún mayor al incorporarlos en las películas. Respondiendo al propósito último de investigación, se demostró que las películas de vitamina-βLG-ALG pueden ser usadas para la incorporación de nutrientes sensibles a altas temperaturas, en alimentos y bebidas, asegurando su mayor estabilidad y conservación. Se despliegan así variadas aplicaciones tanto en la industria alimentaria como también en la nutracéutica al momento de incorporar suplementos vitamínicos.