5 techniques de microencapsulation d’intérêt croissant pour l’innovation produit

La microencapsulation a largement démontré sa valeur pour de nombreuses et diverses applications industrielles. Dans cet article, nous analysons quatre techniques avancées de microencapsulation et expliquons pourquoi nous considérons qu’elles susciteront un intérêt croissant dans les secteurs de l’alimentation et des boissons, des cosmétiques et de la pharmacie pour l’innovation produit dans les années à venir.

La microencapsulation implique un processus dans lequel des substances bioactives sont enveloppées dans un matériau de revêtement pour créer des microcapsules ou des microparticules agrégées. Ce processus vise à les protéger contre des agents externes susceptibles de compromettre leur stabilité (températures extrêmes, pH, humidité, lumière, etc.). Ainsi, nous parvenons à maintenir leur viabilité, à contrôler leur libération jusqu’à ce qu’elles atteignent leur cible, et même à modifier leurs propriétés. Les avantages de la microencapsulation incluent :

• Efficacité accrue des ingrédients actifs.
• Durée prolongée de l’effet d’une substance active.
• Sélection du moment de libération.
• Réduction des arômes et saveurs indésirables.
• Séparation des ingrédients au sein de la même matrice.
• Stabilisation des microorganismes.
• Réduction de la posologie.
• Gestion des liquides sous forme solide.

Tous ces aspects expliquent pourquoi la microencapsulation est de plus en plus reconnue comme une solution de valeur pour le développement de produits innovants, dotés de propriétés avancées, efficaces, sûres et plus saines. Elle représente également une option intéressante pour la réduction des coûts des procédés industriels.

Si vous souhaitez en savoir plus sur les différences entre les principales techniques de microencapsulation, vous pouvez télécharger notre tableau comparatif présentant leurs applications, avantages et considérations clés.

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5 techniques de microencapsulation pour l’innovation dans les secteurs de l’alimentation, des cosmétiques et de la pharmacie

À la suite de plus d’une décennie de recherche et de développement technologique dans le domaine de la microencapsulation, chez AINIA, nous adoptons de plus en plus plusieurs techniques de microencapsulation qui nous permettent de surmonter les limitations actuelles dans l’utilisation de cette technologie. Bien qu’il en existe beaucoup d’autres, nous sélectionnons celles que nous considérons comme les plus puissantes dans le contexte des années à venir et expliquons pourquoi.

• Microencapsulation par Spray Cooling, Spray Chilling, Spray Congealing ou Spray Freezing

La nécessité de former des encapsulés avec des matériaux de revêtement lipidique (de type huile) est principalement motivée par des applications liées au secteur pharmaceutique ou à certains types de composés actifs alimentaires. Cela s’explique par le fait que, en général, les revêtements lipidiques offrent une protection contre les conditions de l’estomac. Ils constituent également une alternative adaptée pour les produits encapsulés destinés à une libération déclenchée par la température, comme les ingrédients de boulangerie, etc. Par exemple, les composés actifs encapsulés dans des biscuits, gâteaux, etc., sont ajoutés lors de la préparation et perdraient leur activité s’ils n’étaient pas revêtus. Nous parlons d’applications avec des revêtements insolubles en milieu aqueux, qui nécessitent le développement de processus de spray cooling ou chilling, ainsi que la mise au point d’équipements industriels pour appliquer ces procédés à une échelle industrielle.

• Microencapsulation par séchage par pulvérisation avec solvants organiques en environnement inerte

L’utilisation de hautes températures dans les processus de déshydratation pour des composés actifs thermosensibles, ainsi que l’utilisation de matériaux de revêtement non solubles dans l’eau, sont d’autres types de limitations pour certaines applications. Il existe des cas où les matériaux de revêtement à utiliser se dissolvent mieux dans un milieu éthanolique ou dans un autre type de solvant non aqueux. Il peut également arriver que le composé à encapsuler soit dissous dans un solvant organique. Cependant, ces deux problématiques peuvent être résolues avec des processus et des équipements de microencapsulation avec solvants organiques. Ce type de processus et d’équipement facilite la solubilisation des matériaux de revêtement non hydrophiles et permet également l’évaporation à des points de fusion inférieurs à celui de l’eau. Le développement de ce type de processus de microencapsulation avec solvants organiques en milieu inerte, ainsi que la définition des équipements nécessaires pour leur utilisation à l’échelle industrielle, est crucial pour mettre sur le marché ces types de produits, limités par des technologies plus conventionnelles.

• Microencapsulation par gélification ionique

Pour les applications visant des composés sensibles à la chaleur, hydrosolubles ou à intérêt fonctionnel dans des matrices aqueuses, la gélification ionique se présente comme une technique efficace, polyvalente et hautement compatible avec les environnements alimentaires, cosmétiques ou pharmaceutiques.

Ce procédé repose sur l’interaction de biopolymères tels que l’alginate avec des cations multivalents (comme le calcium), formant des structures gélifiées qui encapsulent le composé actif. Les microsphères obtenues améliorent la stabilité face à l’oxydation, au pH ou à l’humidité, et permettent une libération contrôlée en fonction de l’environnement d’application (par exemple, le tractus digestif).

La gélification ionique fonctionne dans des conditions douces, en milieu aqueux et à température ambiante, ce qui la rend particulièrement utile pour les ingrédients thermosensibles, les probiotiques, les vitamines ou les extraits végétaux. Elle permet également de concevoir des formulations sous différents formats (microsphères, capsules, perles) et peut être combinée à d’autres technologies de séchage ou d’agglomération.

Cette technique requiert le développement de systèmes garantissant une distribution homogène de la taille des particules et une efficacité d’encapsulation élevée, des aspects dans lesquels il existe déjà une expertise à l’échelle pilote et industrielle.

• Microencapsulation avec fluides supercritiques

Un autre groupe de limitations des processus conventionnels concerne les produits qui se dégradent très rapidement dans des conditions de température douce, ou dans les cas où l’utilisation de solvants organiques n’est pas possible ou nécessite un contrôle précis des distributions de taille ou de la structure des particules. Pour ces produits, une alternative appropriée peut être l’encapsulation avec des fluides supercritiques. De plus, l’intégration de processus d’extraction avec des processus de microencapsulation utilisant des fluides supercritiques, dans un processus unique combiné, permettrait de protéger les composés avec un contact minimal avec l’oxygène, particulièrement adapté aux substances facilement oxydables. Un exemple est l’extraction du limonène, un composé actif doté d’un grand pouvoir antioxydant que l’on trouve dans l’écorce d’orange, et son encapsulation dans des cyclodextrines, un type de sucre possédant de grandes cavités dans sa structure moléculaire.

• Microencapsulation et agglomération de microencapsulés

Enfin, des travaux sont également en cours pour répondre aux limitations existantes des technologies d’encapsulation en termes de tailles de particules. Parfois, une taille de particule très réduite rend le maniement difficile à l’échelle industrielle. Ce type de particules fait que le produit en poudre se comporte de manière trop fluide, entraînant des problèmes de transport, la formation d’aérosols dans l’air… Un exemple est l’agglomération de particules pour un maniement plus efficace et sûr dans les industries de conservateurs et d’additifs naturels qui produisent des solides de petite taille. De plus, il est parfois souhaitable de redissoudre le produit ultérieurement dans un milieu aqueux, ce qui rend intéressante la formation d’agglomérats facilitant la redispersion aqueuse du produit.