Funcionalidad de hidroxipropilmetilcelulosas en sistemas dispersos

PEREZ, OSCAR E.

Buenos Aires, Argentina

Congreso; IV Jornadas Internacionales de Proteínas y Coloides Alimentarios; 2007

Programa CYTED (Ciencia y Tecnología para el Desarrollo)

   La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un derivado de celulosa sustituido con grupos metilo e hidroxipropilo. La HPMC es ampliamente usada en la industria alimentaria, farmacéutica, y cosmética. Este polisacárido es empleado como matriz para la liberación controlada de drogas. En la molécula  de este biopolímero hay zonas ricas en grupos hidrofílicos y otras zonas ricas en grupos hidrofóbicos, consecuencia de la sustitución heterogénea durante su síntesis química. Esta particularidad le permite comportarse como surfactante y concentrarse en interfases aire/agua y agua/aceite, estabilizando espumas y emulsiones ya que su concentración interfacial es varias veces superior a la del seno de la solución. La interacción de las zonas hidrofóbicas de HPMC en el medio acuoso explica también su gelificación con el aumento de temperatura. El objetivo de esta contribución es relacionar las propiedades interfaciales de este interesante polisacárido con su comportamiento en sistemas espumados. Se emplearon tres variedades comerciales de HPMC, denominadas E4M, E50LV y F4M. Las mismas difieren en el peso molecular, grado de sustitución, sustitución molar, viscosidad, etc.  Las concentraciones de HPMC en la subfase oscilaron entre 2 y 1·10-4% p/p, 20ºC, pH 7, I=0.05M.  Las espumas se obtuvieron por el método de batido. Los estudios interfaciales se llevaron a cabo empleando distintas técnicas: estudios  de las películas en equilibrio y dinámicos Estos últimos incluyen la reología dilatacional superficial de las películas formadas. La observación in-situ de la morfología interfacial a través microscopía de ángulo Brewster (BAM) complementó el estudio de la adsorción del polisacárido. El método de batido permitió discernir diferencias entre las tres celulosas en lo referente a la capacidad de espumado. F4M fue la que generó espumas de mayor volumen lo cual estaría vinculado a que presenta la mayor relación metilo/hidroxipropilo. Los metilos, de naturaleza hidrofóbica, le permitirían a este polisacárido generar una mayor interfase. Si bien E4M es la HPMC con mayor actividad superficial y mayor eficiencia de adsorción, en sistemas espumados la alta viscosidad limita la incorporación de aire. La estabilidad de las espumas manifestó una relación directa con la viscosidad del sistema. E4M siendo la celulosa de mayor peso molecular y la que genera soluciones de mayor viscosidad produjo espumas más estables al drenado y al colapso. El estudio topográfico de las interfases de las tres celulosas, manifestó diferencias en los patrones estructurales de las películas; inicialmente homogéneas, manifestaron cambios con el tiempo de adsorción. E4M presentó películas de estructura condensada, líquido-cristalina, con un fuerte carácter de gel, E50LV manifestó microdominios o segregación de la interfase y fracturas, y F4M con estructura de gel, condensada y de bajo contraste. La particular estructura de las películas de E4M contribuiría además a la gran estabilidad mostrada por esta HPMC.