PARÁMETROS TERMODINÁMICOS ASOCIADOS A LA ENCAPSULACIÓN DE COMPUESTOS BIOACTIVOS EN CICLODEXTRINAS

Resumen

Las ciclodextrinas son oligosacáridos cíclicos capaces de formar complejos de inclusión cambiando las propiedades de los ligandos encapsulados, como su solubilidad acuosa. Esto las hace particularmente valiosas en sistemas de extracción y para la formulación de fármacos, cosméticos e ingredientes alimentarios. El objetivo de este trabajo fue estudiar los parámetros termodinámicos asociados a la encapsulación en β-ciclodextrina (BCD) de un monoterpeno (α-terpineol, TER) y un esterol de origen vegetal (β-sitosterol, SITO). También se analizó la encapsulación de los compuestos presentes en los extractos etanólico de propóleo (PRO) y acuoso de piel plateada (CAF), residuo de la industrialización de café.

La formación de complejos de inclusión se verificó por calorimetría diferencial de barrido y espectroscopía infrarroja. Mediante estudios de solubilidad de fases se determinaron las constantes de estabilidad de los complejos a diferentes temperaturas. Estos datos se ajustaron a la ecuación de van ‘t Hoff (asumiendo ΔHº constante), y a la versión no linealizada (suponiendo ΔC_p constante en el rango de temperaturas estudiadas). Se obtuvieron así los valores de ΔHº, ΔSº, ΔGº y ΔC_p a 298 K para el proceso de inclusión de los diferentes ligandos. En todos los casos, este proceso fue espontáneo (ΔGº entre -19 y -12 kJ.mol^-1) y exotérmico (ΔHº entre -171 y -18 kJ.mol^-1), y presentó valores de ΔSº<0 (entre -513 y -17 J.K^-1.mol^-1). Se verificó una compensación entálpica-entrópica en los procesos de inclusión de los ligandos estudiados al presentarse una correlación lineal (pendiente ≈ 1) entre ΔHº y TΔSº (para T=298 K).

La formación de complejos de inclusión se asocia a una pérdida de superficie accesible al solvente (ΔASA), calculada comparando la ASA de los complejos y la de los ligandos y BCD libres. En este trabajo, la ΔASA total se correlacionó positivamente con el valor de ΔC_p, mientras que la ΔASA de las regiones no polares disminuyó junto con la hidrofobicidad de los ligandos (log(P)), indicando la importancia de las interacciones hidrofóbicas ligando-BCD para el proceso de encapsulación, en particular para el SITO.

En conclusión, el método de solubilidad de fases permitió obtener parámetros termodinámicos y analizar las interacciones intermoleculares que intervienen en la formación de complejos de inclusión en ciclodextrinas. Esta información es fundamental para formular correctamente sistemas de aplicación en diversas áreas, constituyendo una nanotecnología asequible y sostenible.