Nanoemulsions as delivery systems of food ingredients: Improving food safety and functionality

Abstract

Les nanoemulsions es consideren una excel·lent manera d’incorporar compostos lipòfils actius en aliments degut a les seves propietats específiques. L’objectiu d’aquesta tesi fou estudiar els factors que afecten les propietats fisicoquímiques i de funcionalitat de les nanoemulsions com a portadores d’antimicrobians (olis essencials) o compostos bioactius (β-carotè). D’una banda, el mètode de fabricació i els paràmetres de processat, així com la concentració dels seus components i el tipus d’oli essencial van afectar significativament la mida de partícula de les nanoemulsions. Així, es van obtenir nanoemulsions amb una mida de partícula inferior als 10 nm, les quals van presentar una major activitat antimicrobiana que les emulsions convencionals. D’altra banda, les nanoemulsions van presentar una major y més ràpida digestibilitat in vitro de l’oli que les emulsions convencionals, i per tant, una major bioaccessibilitat del β-carotè. La present investigació representa un important avenç per a l’ús de les nanoemulsions en aliments.

Las nanoemulsiones se consideran una excelente manera de incorporar ingredientes lipófilos activos en los alimentos debido a sus propiedades específicas. El objetivo de esta tesis fue estudiar los factores que afectan las propiedades físico-químicas y de funcionalidad de nanoemulsiones conteniendo antimicrobianos (aceites esenciales) o compuestos bioactivos (β- caroteno). Por un lado, el método de fabricación y los parámetros de procesado así como la concentración de los distintos componentes y el tipo de aceite esencial afectaron significativamente el tamaño de partícula de las nanoemulsiones. Así, se obtuvieron nanoemulsiones con un tamaño de partícula inferior a los 10 nm, presentando una mayor actividad antimicrobiana en comparación con las emulsiones convencionales. Por otro lado, las nanoemulsiones mostraron una mayor y más rápida digestibilidad in vitro del aceite que las emulsiones convencionales, y por tanto, una mayor bioacessibilidad del β-caroteno. La presente investigación supone un importante avance para el uso de nanoemulsiones en los alimentos.

Nanoemulsions are currently regarded as an excellent tool to incorporate active lipophilic ingredients in foods systems due to their properties. The aim of this thesis was to unravel the factors affecting the physicochemical characteristics and the functionality of nanoemulsions containing antimicrobials (essential oils) or bioactive compounds (β-carotene). On one hand, the fabrication method and the processing parameters as well as the concentration of the different components and the essential oil type significantly influenced the droplet size of nanoemulsions. In this sense, nanoemulsions with a droplet size below 10 nm were obtained, which presented an enhanced antimicrobial activity compared to conventional emulsions with larger droplet size. On the other hand, nanoemulsions exhibited a faster and greater oil digestibility than conventional emulsions under simulated digestion conditions and, in turn, a higher β-carotene bioaccessibility. The research carried out reveals important information for the use of nanoemulsions in foods.