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Antibacterial activity of Citrus paradisi essential oil
(2015-04-12) Vasek, Olga; Cáceres, Liliana Mariel; Chamorro, Ester Ramona; Velasco, Gustavo Adolfo
The aim of this work was to determine the effectiveness of Grapefruit (Citrus paradisi) essential oil to inhibit the growth of wild food-borne spoilage and pathogenic bacterial strains. Additionally, the chemical composition and physical properties of this essential oil was evaluated. Essential oil was obtained as a byproduct from agro-processing industry in the province of Corrientes, Argentina. Monoterpene hydrocarbon limonene representing 93% (v/v), quantified by gas chromatography, was the major component of essential oil. Citrus paradisi essential oil inhibited growth of Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum and Lactobacillus plantarum. The lowest concentration of essential oil (4.29ppm) was required to inhibit Lactococcus lactis subsp. lactis 207c VCOR (8.27±0.13 log10 CFU/ml) according to the Minimum Inhibitory Concentration. The effect of this oil on growth of wild strain 207c VCOR (9.17±0.024 log10 CFU/ml) was determined at different times by total count and spectrophotometric absorption to 560 nm. At the moment of essential oil injection, the number of microorganisms was 1.29±0.17x109 CFU/ml and, at 24 hours of contact, only 6.3±0.5x106 CFU/ml was detected. These results show that oil has a bactericidal effect if counts with and without addition of essential oil were compared. The loss of viability was 1.82x109 CFU/ml under these experimental conditions. This essential oil has very strong potential applicability as a natural antibacterial agent for food industry, particularly for pasta manufacture which is facing serious spoilage problems due to lactic bacteria activity.
Carboxymethylcellulose obtained from lignocellulosic waste and its use as a biopolymeric matrix
(2023-06-04) Cáceres, Liliana Mariel; Tourn, Silvana; Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana Paola
The increase in the rate of production and accumulation of solid waste and the search for sustainable environmental solutions imposes the need to introduce advanced technologies to manage it efficiently. In this context, this work aims to obtain carboxymethylcellulose (CMC) from lignocellulosic waste and later use it in the encapsulation of liquid smoke and essential oils. Thus, a product of higher value can be obtained from an abundant and readably available waste product of northeastern Argentina`s agroforestal industry. Rice husk samples for this research were provided by a local company. The rice husk was treated in a biorefinery scheme (Acid hydrolysis, 0.3% w/V, 150°C, 30 min; followed by organosolv treatment, NaOH-ethanol-water, 160°C, 60min, and alkaline treatment). Subsequently, CMC was obtained, esterifying the unbleached cellulose obtained from the mentioned raw material, using a modification of the Druvacell method. The unbleached cellulose is pretreated with isopropanol and sodium hydroxide to promote fiber swelling and ionization of hydroxyl groups, and subsequently esterification with monochloroacetic acid. On the other hand, bio-oil was obtained by pyrolysis, at 400 °C for 120 min, from exhausted Schinopsis balansae (quebracho colorado) sawdust and the water-soluble fraction produced was refined, representing 34.6% based on the residual biomass fed. Finally, the refined fraction was characterized, to identify the improvement and its quality as liquid smoke to be encapsulated. The CMC obtained was used as a component, together with sodium alginate, of a biopolymeric matrix to encapsulate the water-soluble liquid smoke and hydrophobic essential oil. The raw material was characterized by determining its structural components, the substituent groups in CMC were recognized by FTIR and the degree of substitution was determined. In the production of microcapsules, using standard methods the performance and efficiency of the process were determined. On the other hand, the post-treatment rice husk is composed of 94% cellulose, and the rest is lignin and remaining inorganics. From it, it was possible to obtain a crude CMC with a purity greater than 70% and a degree of substitution greater than 0.6. The microencapsulation results show average yields greater than 55% and efficiencies greater than 90% for both encapsulated substances. With this work carried out, a very abundant residue could be valorized by obtaining CMC and using it in the microencapsulation of two chemically different substances. Good yields and efficiencies were obtained with liquid smoke [1] and essential oil [2], with comparable results with other authors.
Determinación de las condiciones iniciales de encapsulado de aceite esencial de pomelo por emulsificación acoplada a gelificación iónica externa
(2016-11-02) Cáceres, Liliana Mariel; Zambón, Silvia; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester Ramona
Actualmente el uso de nuevas tecnologías como la encapsulación, ayudan a conservar la estabilidad física y química de ciertas sustancias, permitiendo su liberación controlada en el medio en el que se encuentran. De esta manera, estos compuestos pueden ser incorporados a los alimentos aprovechando sus propiedades como conservantes, saborizantes y aromatizantes, entre otras. Los aceites esenciales son un ejemplo de estos aditivos alimentarios sensibles a los agentes físicos ambientales como la luz, altas temperaturas, agua y oxígeno, por lo que su encapsulación, mejora su manipulación y aprovechamiento. Una de las técnicas más utilizadas es la gelificación iónica empleando alginato de sodio como agente encapsulante. Con esta metodología se obtienen partículas con diámetros comprendidos entre 5 y 5000 micrómetros, pero con formas y rendimientos que difieren según el método utilizado. Como metodología alternativa se utiliza la emulsificación acoplada a la gelificación iónica lo que permite obtener partículas más esféricas y con mejoras en el rendimiento, especialmente cuando se requiere la encapsulación de aceites esenciales. El objetivo de este trabajo es analizar las condiciones iniciales de encapsulación de aceite esencial de pomelo (rico en limoneno) con el método de emulsificación acoplada a gelificación iónica externa. Se preparó una emulsión con una solución de alginato de sodio al 1,5% y aceite de pomelo, con agitación a 1500 rpm. Se dosificó la emulsión con una bomba dosificadora a jeringa programable (velocidad de 15 gotas por minuto). Se utilizó como solución reticulante cloruro de calcio al 2% y tiempo de reticulado de una hora y media. Las variables a tener en cuenta en este estudio, fueron: altura de caída de la gota de aceite (2, 5 y 10 cm), diámetro y características de la aguja dosificadora (0,4 y 0,5 mm con o sin bisel). Se estableció la relación entre las variables y la forma final de las partículas mediante la observación de la forma y tamaño de las partículas en microscopio óptico con campo cuadriculado de 1000 micrones de lado. El rendimiento reflejó el porcentaje de cápsulas obtenidas de acuerdo a la cantidad de material utilizado y la eficiencia de encapsulado se calculó mediante la determinación del contenido de aceite esencial en las cápsulas por cromatografía gaseosa con el método de estándar interno. Se observaron tres formas de partículas: ovoide, lágrima y esféricas. A través del análisis estadístico se determinó que las mejores condiciones fueron: una altura de caída de gota de 5 cm con una aguja sin bisel de 0,4 mm de diámetro obteniéndose partículas esféricas de 1000 micrómetros de diámetro. El rendimiento medio y eficiencia de encapsulado, en estas condiciones fueron del 50%
Determinación de las condiciones iniciales para la formación de cápsulas de alginato de sodio mediante gelificación iónica
(2017-09-13) Sella, Gisele; Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester Ramona
La encapsulación es una técnica utilizada para contener sustancias de interés en otra, llamada matriz. Lo que se busca es la protección del componente de utilidad, o bien, la liberación controlada del mismo en un determinado ambiente y momento. En este estudio se ha evaluado la formación de la matriz de la cápsula, libre de cualquier compuesto activo, mediante extrusión y goteo con aguja, de alginato de sodio 1,5% p/p sobre una solución de cloruro de calcio 2% p/v. Se utilizó una velocidad de goteo de 90 ml/h y un tiempo de reticulación de una hora y media. Mediante un diseño experimental se evaluó la influencia de altura de goteo (2, 5 y 10 cm) y el calibre de aguja utilizados (25 y 27 G), en la forma final de las cápsulas. Se definió 2 cm de altura y aguja 27 G como mejores condiciones. Luego, mediante secado a vacío (30 mmHg) y progresión de temperatura entre 70 y 90 °C, con aumento de 10 °C cada cuarenta minutos, se observó la formación de una costra, con retención de líquido en el interior.
Efecto del solvente en la reacción de obtención de α-terpineol a partir de aceite de pomelo
(2018-03-01) Cáceres, Liliana Mariel; Zambón, Silvia N.; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester Ramona
El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de distintos solventes en el rendimiento y la selectividad de la reacción de obtención de α-terpineol a partir del aceite de pomelo, rico en limoneno. Se probaron como solventes alcohol isopropílico, ácido acético, acetona y tetracloruro de carbono. Se empleó un diseño estadístico unifactorial y un análisis ANOVA para demostrar que el solvente tuvo un efecto significativo en el rendimiento y la selectividad de la reacción. Se encontró además que con acetona, el rendimiento y la selectividad fueron más altos.
Implementación de herramientas de gestión de calidad para el estudio del efecto del solvente en la obtención de terpineol por hidratación catalítica del limoneno.
(2015) Cáceres, Liliana Mariel; Chamorro, Ester Ramona; Velasco, Gustavo Adolfo
Argentina es el octavo productor mundial de cítricos, y la región noreste una de las más importantes en el volumen de producción. El aceite esencial cítrico, es considerado como un subproducto de esta industria, de bajo costo y nivel de producción, pero con gran potencial de desarrollo. Más todavía si se le agrega valor al industrializarlo, puesto que obtiene aplicaciones en un mercado más especializado. Un ejemplo, es el terpineol, un alcohol que puede ser obtenido a partir del limoneno, monoterpeno presente en mayor proporción en los aceites esenciales de los cítricos, incluyendo el pomelo. El terpineol posee un olor agradable similar a la lila y es un componente utilizado en cosmética, perfumería y farmacia, así como en productos no cosméticos tales como limpiadores y detergentes. Su uso en todo el mundo supera las 1.000 toneladas por año. En este trabajo se utilizaron herramientas de calidad como el diseño experimental para estudiar el efecto del solvente en el proceso de obtención del terpineol por hidratación catalítica del limoneno. El aceite esencial de pomelo, materia prima del proceso, se extrajo por expresión en una planta de cítricos de la región, se identificaron sus componentes por GC/MS, y se verificaron sus propiedades físicas. Se obtuvo el terpineol empleando condiciones de reacción constantes, y utilizando distintos solventes. Se analizaron los datos a través de un análisis estadístico de la varianza para comprobar si el solvente tiene un efecto significativo el rendimiento de la reacción. Por último se determinó cuál es el mejor solvente para obtener un mayor rendimiento en la reacción.
Lignina y alginato de sodio como componentes de pared en microcápsulas conteniendo aceite esencial de pomelo
(Facultad de Ciencias de la Alimentación - Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER), 2024-08-22) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola
Los aceites esenciales poseen cualidades que los convierten en valiosos aditivos en la industria alimentaria, aportando una amplia gama de sabores y aromas a diversos productos comestibles, farmacéuticos y cosméticos. No obstante, debido a su alta volatilidad y susceptibilidad a la degradación química cuando están expuestos al aire, luz, humedad y altas temperaturas, su manejo y almacenamiento representan un desafío considerable. Para contrarrestar esta degradación se emplea la técnica de encapsulación, que consiste en la inclusión de los aceites esenciales en una matriz polimérica, limitando su interacción con el exterior. El propósito de esta investigación fue la obtención de microcápsulas conteniendo 2% p/p de aceite esencial de pomelo, incorporado en matrices compuestas por alginato de calcio y lignina extraída de la biomasa de cascarilla de arroz de arroceras de la región.
Microcápsulas conteniendo aceite esencial de pomelo y su aplicación en alimentos
(2022-09-07) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester R.
Los aceites esenciales presentan propiedades que los hacen excelentes aditivos alimentarios aportando sabores y aromas en todo tipo de alimentos. Sin embargo, estos compuestos presentan alta volatilidad e inestabilidad química en presencia de aire, luz, humedad y altas temperaturas. Una forma de limitar la degradación o pérdida de aroma durante el procesamiento y almacenamiento es la encapsulación de estos compuestos incorporando una matriz polimérica que lo proteja y forme un ambiente capaz de controlar su interacción con el exterior. El alginato es uno de los hidrocoloides más utilizado como polímero de pared con propiedades que incluyen espesamiento, estabilización, suspensión, formación de película y de gel. Asimismo, experimenta una transición de sol-gel independiente de la temperatura en presencia de cationes multivalentes aprovechada en el proceso de gelificación iónica, donde se reticula el hidrogel con una solución del cloruro de calcio. El objetivo de este estudio fue obtener microcápsulas secas de aceite esencial de pomelo al 2% y al 10% p/p en matrices de alginato de calcio por gelificación iónica externa y extrusión. Se obtuvieron rendimientos alrededor del 50% y una eficiencia superior al 90%. Se aplicó un secado al vacío y se midieron sus liberaciones controladas del aceite esencial contenido en medio alcohólico, manteniendo su liberación durante 10 días aproximadamente. Por último, se emplearon ambas microcápsulas en dos alimentos: masitas y bombones de chocolate, se realizó un análisis sensorial y se analizaron los resultados utilizando la prueba de rangos de Friedman para la concentración de sabor y la preferencia en la degustación.
Microencapsulación de aceite de pomelo por gelificación iónica externa y extrusión de alginato
(2018-10-24) Cáceres, Liliana Mariel; Vargas, Rocío; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester Ramona
Se estudió la encapsulación del aceite de pomelo con alto contenido de limoneno por gelificación iónica externa acoplada a una extrusión, utilizando alta carga de aceite. Se encontró que la concentración de la solución reticulante de cloruro de calcio y tiempo de curado tienen cada uno una influencia significativa en la eficiencia y el rendimiento de encapsulación. Se obtuvieron capsulas esféricas con una eficiencia máxima de 53,01% y un rendimiento del 89,15% con concentración de cloruro del calcio del 20%p/p y 3 minutos de curado. Se modelizó el proceso encontrando las ecuaciones de optimización de las variables respuesta.
Microencapsulacion de aceite esencial de pomelo en matriz de alginato con agregado de lignina y silice
(2021-10-04) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester R.
En la actualidad es de suma importancia el uso de tecnologías limpias, como así también, el aprovechamiento de subproductos y residuos industriales. El objetivo de este trabajo es la microencapsulación de aceite esencial de pomelo, subproducto del proceso de elaboración de jugos, en matriz de alginato de sodio por extrusión y gelificación iónica externa, con el agregado de sílice y lignina, componentes de la cáscara de arroz (residuo agrícola en Argentina). Las pruebas fueron realizadas agregando, a la matriz de alginato la lignina (0,2; 0,5 y 0,8% p/p) y sílice (0,5; 0,8 y 1,0% p/p) en forma independiente. El aceite esencial fue ensayado al 2% y la extrusión se realizó con bomba jeringa para la formación de las microcápsulas. El análisis se llevó a cabo por espectrometría UV y cromatografía gaseosa. Los mejores rendimientos fueron 67% con lignina al 0,8%, y 58% con sílice al 1,0%, observándose diferencias significativas. No se observaron diferencias significativas en las eficiencias (99% con lignina y 97% con sílice). La liberación controlada máxima con lignina se da a los 5 días y con sílice a los 15 días. La microscopía óptica y SEM muestran que las microcápsulas son esféricas, con diámetros de hasta 2 mm con una red pareja de reticulación. Se logró una mejora en el rendimiento y la liberación controlada del compuesto activo. Esta propuesta brinda una solución al problema de conservación y manipulación del principio activo y una opción para empresas que promuevan una producción con residuo cero.
Microencapsulación de aceite esencial de pomelo en matriz de alginato-almidón y alginato-sílice
(2020-10-06) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester Ramona
La microencapsulación de aceites esenciales tiene innumerables aplicaciones en la industria. Más aún si a partir de ella se agrega valor en la cadena productiva a materiales que de lo contrario serían residuos o subproductos de bajo precio. En el presente trabajo se estudia la microencapsulación de aceite esencial de pomelo, subproducto del proceso de elaboración de jugos, en matriz de alginato de sodio con agregado de sílice, componente de la cáscara de arroz residuo agrícola de la zona noreste de la Argentina y con almidón. Se realizan comparaciones de Tukey entre las eficiencias y rendimientos porcentuales y los resultados demuestran que no existen diferencias entre las eficiencias que se mantiene en todos los casos sobre el 96% pero se registran diferencias en el rendimiento. También se comparan las liberaciones controladas del aceite esencial de las microcápsulas evidenciando una mejor performance con las matrices que contienen sólido y secas.
Microencapsulation of grapefruit oil with sodium alginate by gelation and ionic extrusion : optimization and modeling of crosslinking and study of controlled release kinetics
(2020-09-03) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester R.
El aceite esencial de pomelo con alto conteniendo de limoneno tiene aplicaciones en la industria alimenticia, cosmética y farmacéutica debido a sus propiedades antimicrobianas, su aroma y sabor. Para facilitar su manipulación y protegerlo de los agentes ambientales ex-ternos se lo microencapsula. El objetivo de este trabajo fue optimizar el proceso de microen-capsulación del aceite esencial de pomelo utilizando gelificación iónica externa acoplada a extrusión con alginato de sodio y cloruro de calcio. Los mejores resultados de encapsulación se obtuvieron con una concentración de cloruro de calcio de 7,4% p / v y un tiempo de reti-culación de 58 minutos, obteniendo un rendimiento del 62% y una eficiencia del 100% con una capacidad de carga de aceite del 10% p / p. Se estudió la adsorción química de calcio en el proceso de reticulación observando un ajuste significativo con la ecuación de Elovich, y se obtuvo el ajuste de la liberación controlada del aceite esencial con el modelo cinético empírico de Korsmeyer y Peppas.
Modelado matemático de la cinética de la reacción de transesterificación y prospección probabilística de la composición de lípidos saponificables en aceites vegetales
(2017-03-01) Sequeira, Alfredo Fabián; Cáceres, Liliana Mariel; Gauna, Cristian M.; Morales, Walter G.; Chamorro, Ester R.
El Biodiesel, es un Biocombustible que constituye una realidad cotidiana para un sin número de productores radicados en la Argentina, especialmente en aquellas áreas Agroindustriales que sufren la falta de combustibles fósiles, localizadas, particularmente, en la región Nordeste del país. Los resultados reportados en este trabajo permiten concluir que se han establecido correctamente los lineamientos básicos para el Modelado Matemático de la Cinética de la Reacción de Transesterificación a fin de utilizarlos en el Software Matlab y que se ha desarrollado de manera adecuada la Prospección Probabilística de la composición de lípidos saponificables en Aceites Vegetales. Con estos resultados se considera viable el desarrollo de la Simulación de la Reacción de Transesterificación de lípidos saponificables en Aceites Vegetales.
Obtención de carboximetilcelulosa a partir de celulosa de cascarilla de arroz
(2022-09-08) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Velasco, Gustavo Adolfo; Sequeira, Alfredo Fabián
La biomasa lignocelulósica residual representa una valiosa fuente de materiales poliméricos de interés industrial debido a su origen renovable y biodegradabilidad de sus subproductos. En la zona del noreste argentino se encuentra gran cantidad de esta biomasa en forma de cascarilla como consecuencia del descascarillado del grano de arroz. Actualmente trabajamos en la obtención de productos de alto valor agregado (celulosa, lignina y sílice) a partir de los componentes de la biomasa de cascarilla de arroz bajo el concepto de biorrefinería y tendiendo a residuo cero. La carboximetilcelulosa (CMC) es el más importante éter derivado de la celulosa con aplicaciones en la industria alimentaria como estabilizante, espesante, emulsionante, antiaglomerante, y fibra dietética debido a su poder absorbente y gelificante. En este trabajo nos proponemos obtener CMC eterificando la celulosa sin blanquear obtenida a partir de la cascarilla de arroz empleando una modificación del método Druvacell. La celulosa sin blanquear es pretratada con isopropanol e hidróxido de sodio para promover el hinchamiento de las fibras y la ionización de los grupos hidroxilos, y luego se realiza la eterificación con ácido monocloroacético. Se utilizaron distintas concentraciones de hidróxido de sodio y de ácido para observar sus efectos en la pureza y el grado de sustitución de la CMC obtenida. Se realizó también un análisis de espectrometría infrarroja para reconocer los grupos sustituyentes del producto final. Se logró obtener una CMC cruda con una pureza mayor al 70% y un grado de sustitución mayor a 0,6.
Optimización de la obtención de microcápsulas de aceite esencial de pomelo por gelificación iónica
(2019-08-16) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester Ramona
La microencapsulación es definida como una tecnología de empaquetamiento de materiales sólidos, líquidos o gaseosos y actualmente es aplicada con éxito en la industria alimentaria, biotecnológica y farmacéutica. Se la utiliza como método de protección de principios activos sensibles a factores externos y pueden liberar su contenido a velocidades controladas. De esta manera, estos compuestos pueden ser incorporados a distintos productos, aprovechando sus propiedades antimicrobianas, conservantes, saborizantes o aromatizantes, entre otras. Los aceites esenciales son compuestos susceptibles a la luz, al agua y al oxígeno, por lo que su encapsulación, mejora su manipulación y aprovechamiento. En este trabajo se optimizó el proceso de microencapsulación del aceite esencial de pomelo con alginato de sodio por gelificación iónica externa acoplada a una extrusión. Se utilizó alginato de sodio al 1% p/v y carga de aceite esencial del 2% p/p. Se determinó el punto óptimo con concentración de cloruro de calcio del 10% p/v con tiempo de reticulación de 45 minutos. En estas condiciones la eficiencia media fue de 95,89±0,04%, y el rendimiento medio de 56,87±1,2%
Uso de emulsiones pickering en la reaccion de obtención de terpineol a partir de aceite de pomelo
(2020-04-03) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Zambón, Silvia Noemí; Chamorro, Ester Ramona
El objetivo de este trabajo fue aumentar el rendimiento y selectividad en la reacción de obtención de α-terpineol a partir de limoneno, componente mayoritario del aceite esencial de pomelo, con el uso de emulsiones pickering de agua:aceite. Se utilizaron carbón activado, bentonita, sílica y alúmina como sólidos estabilizantes de la emulsión. Se caracterizaron las emulsiones midiendo su conductividad en distintas relaciones agua:aceite para determinar el punto donde ocurre la inversión de fase de la emulsión. Se prepararon las emulsiones pickering de tipo aceite/agua (o/w), estableciendo las concentraciones másicas óptimas de cada sólido. El rendimiento máximo obtenido en α-terpineol fue de un 43 % utilizando sílica, un 36 % más que en medio de reacción sin sólidos. También se logró reutilizar los sólidos dos veces sin diferencias en el rendimiento de la reacción.

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