DESARROLLO DE SISTEMAS HIBRIDOS CON OPTIMIZACION DEL ANCLADO DE BIOMOLECULAS Y DISEÑADOS CON PROPIEDADES DE ENCAPSULACION Y LIBERACION CONTROLADA MEJORADAS

2016

MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Marcos Martínez María Dolores

En la sociedad actual existe una tendencia creciente hacia el desarrollo de alimentos libres de aditivos, en los que los antimicrobianos de síntesis son sustituidos por extractos de origen natural. Sin embargo, la utilización de aditivos naturales puede presentar problemas como la dificultad de manipulación, la baja solubilidad en el alimento, propiedades sensoriales desagradables o su facilidad de degradación durante el procesado del alimento y/o la ingestión. Una de las propuestas más prometedoras para la solución de estos problemas es la encapsulación de los principios activos en portadores inteligentes que permitan la liberación de dichos principios en el momento y lugar necesarios, como por ejemplo, los llamados materiales híbridos orgánico-inorgánico. Así, el grupo investigador tiene una amplia experiencia en la preparación de sistemas híbridos para la protección y liberación de sustancias de interés alimentario. Sin embargo, a pesar de las evidencias encontradas por el equipo de investigación en relación a la efectividad de los citados soportes para proteger a las moléculas encapsuladas de su degradación durante su procesado, así como de su liberación en presencia del estímulo correspondiente todavía hay retos importantes a superar, como asegurar la liberación cero del compuesto, el desarrollo de sistemas de encapsulación más económico y la posibilidad de encapsular moléculas de gran tamaño. Así, el principal objetivo de este subproyecto que lleva por título Desarrollo de sistemas híbridos con optimización del anclado de biomoléculas y diseñados con propiedades de encapsulación y liberación controlada mejoradas es el diseño de materiales híbridos que permitan añadir funcionalidad adicional en alimentos humanos y de animales para mejorar la protección antimicrobiana y su refuerzo en relación al aporte de sustancias con actividad biológica. Se van a desarrollar sistemas en los que los principios activos antimicrobianos serán anclados a diferentes tipos de matrices (sílices mesoporosas, sílices de bajo coste y celulosa microcristalina) para poder realizar un estudio completo de su potencial antimicrobiano. Por otra parte, se van a sintetizar materiales híbridos para la liberación controlada de sustancias de interés alimentario haciendo hincapié en la solución de los problemas encontrados anteriormente: dificultad de encapsulación de moléculas grandes y con polaridad diferente; posible toxicidad de los surfactantes utilizados en la preparación de los materiales mesoporosos; imposibilidad de reciclaje del surfactante si el vaciado del material mesostructurado se realiza mediante calcinación para evitar la toxicidad del surfactante. Así, se va a acometer la síntesis de compuestos laminares que permitan el encapsulado de moléculas de gran tamaño y en los que sea posible modular la polaridad de las cavidades receptoras de las moléculas huésped. También se pretende preparar materiales mesoporosos mediante la utilización de asociaciones supramoleculares de compuestos de origen natural que actuarán como plantilla para la generación de los poros. La utilización de la técnica del co-estructurante permite que sean los mismos principios que se desean liberar los que estén formando parte de la plantilla y puedan ser liberados por un vaciado simple. Finalmente está prevista la funcionalización de los materiales híbridos obtenidos con los sistemas de puerta molecular que nos permitan un control fino de la liberación de los principios activos.