In vitro Digestión de emulsiones en una sola gota a través del intercambio multifásico de fluidos gastrointestinales simulados

Julia Maldonado-Valderrama; Teresa del Castillo Santaella; Juan Antonio Holgado-Terriza; Miguel Ángel Cabrerizo-Vílchez

doi:10.3791/64158

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Artículo de método

In vitro Digestión de emulsiones en una sola gota a través del intercambio multifásico de fluidos gastrointestinales simulados

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DOI:

10.3791/64158

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18 de noviembre de 2022

Julia Maldonado-Valderrama¹ , Teresa del Castillo Santaella² , Juan Antonio Holgado-Terriza³ , Miguel Ángel Cabrerizo-Vílchez¹

¹Department of Applied Physics, Faculty of Sciences, Campus de Fuentenueva, University of Granada, ²Department of Physical Chemistry, Faculty of Pharmacy, Campus de Cartuja, University of Granada, ³Department of Software Engineering, School of Computer and Telecommunication Engineering, Campus de Aynadamar, University of Granada

En este artículo

Resumen

Un balance colgante de película de superficie de gota implementado con un intercambio multisubfase, apodado OCTOPUS, permite imitar las condiciones digestivas mediante el intercambio secuencial de subfases de la solución a granel original con fluidos gastrointestinales simulados. La digestión in vitro simulada se monitoriza registrando in situ la tensión interfacial de la capa interfacial digerida.

Resumen

Las emulsiones se utilizan actualmente para encapsular y administrar nutrientes y medicamentos para abordar diferentes afecciones gastrointestinales como la obesidad, la fortificación de nutrientes, las alergias alimentarias y las enfermedades digestivas. La capacidad de una emulsión para proporcionar la funcionalidad deseada, es decir, alcanzar un sitio específico dentro del tracto gastrointestinal, inhibir / retrasar la lipólisis o facilitar la digestibilidad, depende en última instancia de su susceptibilidad a la degradación enzimática en el tracto gastrointestinal. En las emulsiones de aceite en agua, las gotas de lípidos están rodeadas por capas interfaciales, donde los emulsionantes estabilizan la emulsión y protegen el compuesto encapsulado. Lograr una digestibilidad adaptada de las emulsiones depende de su composición inicial, pero también requiere monitorear la evolución de esas capas interfaciales a medida que se someten a diferentes fases de la digestión gastrointestinal. Una balanza de película de superficie de gota colgante implementada con un intercambio multisubfase permite simular la digestión in vitro de emulsiones en una sola gota acuosa sumergida en aceite mediante la aplicación de un modelo de digestión estática personalizado. El tránsito a través del tracto gastrointestinal es imitado por el intercambio de subfases de la solución a granel de gotitas original con medios artificiales, imitando las condiciones fisiológicas de cada compartimento / paso del tracto gastrointestinal. La evolución dinámica de la tensión interfacial se registra in situ a lo largo de toda la digestión gastrointestinal simulada. Las propiedades mecánicas de las interfaces digeridas, como la elasticidad dilatacional interfacial y la viscosidad, se miden después de cada fase de digestión (oral, gástrico, intestino delgado). La composición de cada medio digestivo se puede ajustar para tener en cuenta las particularidades de las afecciones digestivas, incluidas las patologías gastrointestinales y los medios digestivos infantiles. Se identifican los mecanismos interfaciales específicos que afectan la proteólisis y la lipólisis, proporcionando herramientas para modular la digestión mediante la ingeniería interfacial de emulsiones. Los resultados obtenidos pueden manipularse para diseñar matrices de nuevos alimentos con funcionalidades personalizadas como baja alergenicidad, ingesta de energía controlada y disminución de la digestibilidad.

Introducción

Comprender cómo se digiere la grasa, lo que implica la digestión en emulsión, es importante para diseñar racionalmente productos con funcionalidad personalizada¹. El sustrato para la digestión de grasas es una emulsión ya que la grasa se emulsiona al consumirla por acción mecánica y mezclándola con biosurfactantes en la boca y el estómago. Además, la mayor parte de la grasa consumida por los humanos ya está emulsionada (como los productos lácteos), y en el caso de los bebés o algunas personas mayores, esta es la única forma de consumo. Por lo tanto, el diseño de productos a base de emulsión con perfiles de digestión específicos es muy important....