Edible gelatin-based nanofibres loaded with oil encapsulating high-oleic palm oil emulsions

Abstract

Gelatin-based nanofibres (NF) incorporating a high-oleic palm oil (HOPO) nanoemulsion or macroemulsion were electrospun. An I-optimal response surface design was used for studying the effect of gelatin mass fraction, tip-collector distance and emulsion type (factors) on fibre diameter (Df). The NF had a Df ranging from 136.9 to 240.8 nm and no beads; synergic effects between factors were observed as significant over Df. Furthermore, topography, roughness, oil distribution, peroxide value (PV), antioxidant activity (AOX), thermal stability and crystallinity of two optimised NF were analysed; smooth and slightly rugose NF were observed by atomic force microscopy (AFM) and heterogeneously distributed oil by confocal laser scanning microscopy (CLSM). Microfluidisation and electrospinning had low PV, high encapsulation efficiency (>94 %) and high AA values, i.e., efficient encapsulation processes. NF thermal stability was affected by emulsion type; a more amorphous structure tended to give higher droplet size inside fibres. Despite Df was not affected by emulsion droplet size, NF’s physico-chemical properties showed changes.

Las nanofibras (NF) a base de gelatina que incorporan una nanoemulsión o macroemulsión de aceite de palma con alto contenido de oleico (HOPO) se electrohilaron. Se utilizó un diseño de superficie de respuesta óptima I para estudiar el efecto de la fracción de masa de gelatina, la distancia entre la punta y el colector y el tipo de emulsión (factores) sobre el diámetro de la fibra (Df). El NF tenía un Df que oscilaba entre 136,9 y 240,8 nm y no tenía perlas; los efectos sinérgicos entre los factores se observaron como significativos sobre Df. Además, se analizaron la topografía, la rugosidad, la distribución del aceite, el índice de peróxido (PV), la actividad antioxidante (AOX), la estabilidad térmica y la cristalinidad de dos NF optimizados; Se observaron NF suaves y ligeramente rugosos mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) y aceite distribuido heterogéneamente mediante microscopía de barrido láser confocal (CLSM). La microfluidización y el electrohilado tuvieron un PV bajo, una eficiencia de encapsulación alta (>94 %) y valores de AA altos, es decir, procesos de encapsulación eficientes. La estabilidad térmica del NF se vio afectada por el tipo de emulsión; una estructura más amorfa tendía a dar un mayor tamaño de gota dentro de las fibras. A pesar de que Df no se vio afectado por el tamaño de las gotas de emulsión, las propiedades fisicoquímicas de NF mostraron cambios.