Emulsiones pickering O/W formuladas con nanocristales de celulosa y aceite de pescado

DI GIORGIO, LUCIANA; SALGADO, PABLO RODRIGO; MAURI, ADRIANA NOEMÍ

Workshop; IV Workshop de Polímeros Biodegradables y Biocompuestos (BioPoli 2020/21).; 2021

INTRODUCCIÓNEl desarrollo de productos a base de emulsiones juegaun papel importante en las industrias de alimentos,cosméticos y fármacos. Las emulsiones puedenestabilizarse no sólo por compuestos tensioactivos(surfactantes y proteínas) o modificadores de textura(como muchos polisacáridos), sino también porpartículas sólidas para formar las "emulsionesPickering". El mecanismo de estabilización consiste enla adsorción efectiva e irreversible de las partículasdispersas en la interfaz para formar barreras mecánicasalrededor de las gotas de la emulsión, y evitar sucoalescencia. Las nanopartículas sólidas derivadas decelulosa son de gran interés para ser evaluadas en estaaplicación debido a sus propiedades fisicoquímicas,renovabilidad, biodegradabilidad, baja toxicidad ybiocompatibilidad. El objetivo de este trabajo fueevaluar la capacidad emulsificante de nanocristales decelulosa utilizando aceite de pescado como fase oleosa,analizando el efecto de la concentración sobre lascaracterísticas iniciales y la estabilidad de lasemulsiones resultantes.MATERIALES Y MÉTODOSLos nanocristales de celulosa (NCC) se obtuvieron apartir de celulosa microcristalina comercial por hidrólisisácida. Ésta se dispersó en H2SO4 63,5 % p/p en unarelación 10% p/v, y se mantuvo en agitación durante 2 ha 45°C. La dispersión resultante se lavó sucesivamentecon agua destilada, se centrifugó, se dializó y se sonicó.Para obtener las emulsiones O/W, inicialmente los NCCse dispersaron en agua mezclando con un agitadormagnético durante 45 min, teniendo concentracionesde: 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,75 y 1 g NCC/100 g de faseacuosa. Las dispersiones obtenidas se mezclaron conaceite de pescado manteniendo una relaciónaceite:agua de 1,25:98,75, y las emulsiones seobtuvieron primero utilizando un mezclador de sonda dealto cizallamiento a 13500 rpm durante 90 s y luego unhomogeneizador ultrasónico a 350 W, por 5 minutos,con pulsos de 30 s. Las emulsiones obtenidas secaracterizaron por microscopia óptica, potencial Z yestabilidad por medida de la luz dispersada(backscattering) al momento inicial (%BS0) y a los 3, 5,10 y 15 días.RESULTADOS Y DISCUSIÓNLas emulsiones presentaron gotas de tamaños entre 15-25 m, junto con la aparición de agregados denanocristales que se percibieron como estructurasalargadas próximas a las gotas, a concentracionesiguales o superiores al 6%. Las emulsiones presentaronvalores negativos de potencial Z (entre -54 y -75 mV)por la presencia de los NCC (carga negativa de -41,6mV) por la presencia de grupos sulfato en su superficieproducto de la hidrólisis ácida utilizada para suobtención. Al incrementar la concentración de NCChasta 6% el valor absoluto de potencial Z aumentó, peroa partir de esa concentración las emulsionespresentaron fluctuaciones en ese rango de valores. Laconcentración de NCC no afectó significativamente el%BS0 (41-46%), pero sí su estabilidad. Si bien no sedetectaron cambios significativos en la zona inferior deltubo; se observó un aumento en el BS promedio de lazona superior del tubo en las emulsiones con 0,2, 0,3,0,4 y 0,5% de NCC. En estas emulsiones losmecanismos de floculación y coalescencia parecieranser los más importantes en su desestabilización. Enparticular, las emulsiones formuladas con lasconcentraciones de NCC extremas (0,1, 0,75 y 1% deNCC) resultaron las más estables durante elalmacenamiento estudiado, no observándose cambiosen sus perfiles de backscattering.CONCLUSIONESLa concentración de nanocristales de celulosa influyó enel comportamiento de las emulsiones aceite en aguaestudiadas, siendo aquellas con mayor concentración(0,75 y 1%) las que lograron mantenerse estables a lolargo de 15 días. Estos resultados demuestran que esnecesaria una concentración crítica de NCC para lograrel efecto Pickering necesario para estabilizar laemulsión.