Microencapsulation of grapefruit oil with sodium alginate by gelation and ionic extrusion : optimization and modeling of crosslinking and study of controlled release kinetics

Abstract

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.

Essential grapefruit oil with high concentrations of limonene is used in food, cosmetic and pharmaceutical industries due to its antimicrobial properties, fragrance, and flavour. To facilitate its manipulation and protect it from adverse environmental factors, the mi-croencapsulation is used. The objective of this work was to optimize the microencapsulation process of grapefruit essential oil using external ionic gelation coupled to extrusion with sodium alginate and calcium chloride. We achieved the best encapsulation conditions with calcium chloride concentration at 7.4% w/v and a crosslinking time of 58 minutes, obtaining a yield of 62% and an efficiency of 100% with an oil loading capacity of 10% w/w. The chemi-cal adsorption of calcium as well during the crosslinking process was studied, observing a significant fit with the Elovich equation. And an adjustment of the controlled release of the essential oil was obtained to the empirical kinetic model of Korsmeyer and Peppas.