ELABORACIÓN Y ESTUDIO REOLÓGICO DE EMULSIONES AGUA-CBD EMPLEANDO TENSOACTIVOS DE GRADO ALIMENTARIO PARA SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

Resumen

La incorporación de cannabidiol (CBD) en sistemas acuosos representa un desafío en el desarrollo de productos alimentarios, principalmente por su carácter hidrofóbico y su tendencia a degradarse por oxidación. Por esta razón, es necesario desarrollar sistemas coloidales que permitan mantener su estabilidad y preservar el compuesto activo. El objetivo principal de esta investigación fue analizar cómo la temperatura y el tipo de emulsificante influyen en la estabilidad y el comportamiento reológico de emulsiones agua-CBD. Para ello se realizó un estudio experimental comparando dos emulsificantes de grado alimentario: lecitina de soja (LT1), considerada una alternativa natural, y polisorbato 80 (TW3), un emulsificante sintético ampliamente utilizado. Ambos se evaluaron en concentraciones de 0,4%, 0,8% y 1,2% (p/p), sometiendo las formulaciones a temperaturas de almacenamiento de 16 °C, 25 °C y 30 °C durante 30 días. Los resultados mostraron que las emulsiones formuladas con TW3 presentaron mayor estabilidad, manteniendo una dispersión homogénea y sin separación de fases, incluso bajo condiciones de mayor estrés térmico (30 °C). En cambio, las formulaciones con lecitina (LT1) mostraron signos de inestabilidad a temperaturas elevadas, evidenciando cambios de color hacia tonalidades rosadas a partir del día 7 a 30 °C, fenómeno que puede asociarse con procesos de oxidación del CBD. En cuanto al comportamiento reológico, las mediciones realizadas con el reómetro Anton Paar mostraron que todas las emulsiones presentaron un comportamiento Newtoniano (R² > 0,99). Los valores de viscosidad aparente se mantuvieron en rangos bajos y estables, con índices de consistencia (K) cercanos a cero y valores de viscosidad típicos de sistemas líquidos diluidos, lo que confirma que la estabilidad del sistema no depende de un aumento de la viscosidad, sino de la integridad de la película interfacial formada por el emulsificante. En conclusión, el polisorbato 80 (TW3) mostró un mejor desempeño para aplicaciones donde el producto puede estar expuesto hasta 30 °C. Por otro lado, la lecitina de soja puede considerarse una alternativa viable en formulaciones almacenadas a temperaturas moderadas, donde es posible mantener la estabilidad fisicoquímica y las características sensoriales del sistema.

ABSTRACT

The incorporation of cannabidiol (CBD) into aqueous systems represents a significant challenge for food engineering due to its high hydrophobicity and its susceptibility to oxidative degradation. This makes it necessary to develop suitable colloidal delivery systems capable of maintaining both the physical stability of the dispersion and the integrity of the bioactive compound. The main objective of this study was to evaluate how storage temperature and emulsifier type affect the stability and rheological behavior of water–CBD emulsions. An experimental study was carried out comparing two food-grade emulsifiers: soy lecithin (LT1), considered a natural alternative, and polysorbate 80 (TW3), a widely used synthetic emulsifier. Both emulsifiers were tested at concentrations of 0.4%, 0.8%, and 1.2% (w/w). The prepared formulations were stored at controlled temperatures of 16 °C, 25 °C, and 30 °C for a period of 30 days. The results showed that emulsions formulated with TW3 exhibited greater physical stability, maintaining a homogeneous dispersion and showing no phase separation even under higher thermal stress (30 °C). In contrast, formulations containing lecithin (LT1) showed signs of instability at elevated temperatures, including a noticeable color shift toward pink tones from day 7 at 30 °C. This change may be associated with oxidative processes affecting the CBD. From a rheological perspective, measurements performed with an Anton Paar rheometer indicated that all emulsions displayed Newtonian behavior (R² > 0.99). Apparent viscosity values remained low and relatively stable, with consistency indices (K) close to zero and viscosity levels typical of dilute liquid systems. These findings indicate that the stability of the emulsions is mainly related to the integrity of the interfacial film formed by the emulsifier rather than to an increase in the viscosity of the continuous phase. In conclusion, polysorbate 80 (TW3) demonstrated better performance for applications where the product may be exposed to temperatures up to 30 °C. Soy lecithin, on the other hand, may still be considered a viable alternative for formulations stored at moderate temperatures, where the physicochemical stability and sensory properties of the system can be preserved.