Docosahexaenoic acid ethyl esther (DHAEE) microcapsule production by spray-drying: optimization by experimental design

Abstract

Docosahexaenoic acid is an essential polyunsaturated fatty acid with important metabolic activities. Its conjugated double bonds make it susceptible to decomposition. Its stability may be improved through fatty acid entrapment with a spray-drying technique; however, the many parameters involved in this technique must be considered to avoid affecting the final product quality. Therefore, this study aimed to evaluate the entrapment conditions and yields of fish oil enriched with docosahexaenoic acid ethyl ester. Microcapsules were obtained from Acacia gum using a spray-drying technique. The experimental samples were analyzed by chromatography and delineated by Statistica software, which found the following optimum entrapment conditions: an inlet temperature of 188 °C; 30% core material; an N2 flow rate of 55 mm; and a pump flow rate of 12.5 mL/minute. These conditions provided a 66% yield of docosahexaenoic acid ethyl ester in the oil, corresponding to 19.8% of entrapped docosahexaenoic acid ethyl ester (w/w). This result was considered significant since 30% corresponded to wall material.

O ácido docoso-hexaenoico é um ácido graxo poli-insaturado essencial que desempenha importantes ações metabólicas. Entretanto, por possuir duplas ligações conjugadas torna-se suscetível à decomposição. Uma das formas de minimizar esta possível decomposição é o emprego da técnica de atomização para microencapsulação. Porém, esta técnica envolve uma série de parâmetros de processo, que podem vir a alterar a qualidade do produto final. Assim, o objetivo deste trabalho foi microencapsular óleo de peixe enriquecido no éster etílico do ácido docoso-hexaenoico (DHAEE-85%), variando condições operacionais e avaliar o rendimento pela análise por cromatografia gasosa, após extração das microcápsulas. Para tanto, foi utilizado o processo de microencapsulação por atomização e o agente encapsulante foi a goma arábica. A avaliação cromatográfica de vários experimentos delineados pelo software Statistica, mostrou que os pontos ótimos para obtenção das microcápsulas de DHAEE foram: temperatura de entrada 188 °C, porcentagem de recheio 30%, vazão de nitrogênio 55 mm N2 e vazão da bomba de 12,5 mL/minuto. Estas condições de processo foram testadas experimentalmente, resultando no teor de 66% m/m de DHAEE no óleo extraído, valor correspondente a 19,8% m/m de DHAEE encapsulado, valor considerado satisfatório uma vez que 30% das microcápsulas correspondiam teoricamente ao material de parede.