Compresión Uniaxial de Hidrogeles de Proteína Bovina y Porcina,

M. CZEMER; L FASCE; J. MARTUCCI; R. RUSCEKAITE; P- FRONTINI

Rosario

Congreso; SAM - CONAMET 2011; 2011

El campo de aplicación de los hidrogeles se ha extendido a partir de la aparición de distintos tipos de hidrogeles tenaces y geles de polímeros naturales. Debido a sus cualidades de biocompatibilidad e hidrofibicidad, estos hidrogeles son materiales excelentes para diversas aplicaciones en biomedicina y dispositivos de liberación controlada de drogas [1, 2, 3, 4]. Pero además, existe un creciente interés en el empleo de hidrogeles en la industria alimenticia como envases activos [5], como vehículo de aditivos [6] y de nutraceúticos en alimentos funcionales [7]. La mayoría de las aplicaciones antes mencionadas son de tipo estructural, ya que los hidrogeles están sometidos a carga en condiciones confinadas. Es por ello que resulta relevante caracterizar su comportamiento mecánico a fin de desarrollar formulaciones que cumplan con los requerimientos de la prestación [8, 9]. En el área de tecnología de alimentos, los hidrogeles han sido también utilizados como sistemas modelo para la investigación de las propiedades mecánicas de alimentos sólidos [10]. Los hidrogeles son materiales de comportamiento inusual: son mecánicamente blandos pero frágiles y presentan una dependencia fuerte de la velocidad de deformación y las condiciones ambientales [10]. En el presente trabajo se estudió el comportamiento tensión-deformación de hidrogeles formulados a base de gelatinas (productos naturales). Se varió sistemáticamente la velocidad de deformación, la concentración de gelatina y el tiempo de envejecimiento para ver el efecto de estas variables en la repuesta mecánica. Se prepararon hidrogeles a base de gelatina bovina y porcina de acuerdo a la siguiente formulación: gelatina deshidratada, 10 y 20 % P/P; buffer pH 7, 80 % P/P; glicerina, 25g/100 gbs. La mezcla se mantuvo a 50 ºC con agitación constante durante 15 min a fin de lograr la regeneración de la proteína. Posteriormente la solución de transfirió a moldes a fin de obtener probetas cilíndricas con relación de esbeltez unitaria (L = D = 25 mm). Los geles se almacenaron a 4 ºC durante 48-196 hs. Los ensayos de compresión uniaxial se realizaron en una máquina universal de ensayos INSTRON modelo 4469 a temperatura ambiente y con velocidades iniciales de deformación entre 0.1 y 10min-1. Previo al ensayo, las muestras fueron acondicionadas a temperatura ambiente por 2 hs. Se utilizó una película de teflón entre la probeta y las mordazas para reducir la fricción durante la solicitación. Los datos carga-desplazamiento se convirtieron a tensión () –deformación () y tensión-relación de estiramiento (). El comportamiento tensión-deformación de los distintos hidrogeles en las condiciones ensayadas se muestra en las Figuras 1, 2 y 3. Se encontró que la respuesta tensión-deformación es independiente a la velocidad de deformación aún a grandes deformaciones para todas las formulaciones ensayadas. Sin embargo, ésta influye marcadamente en el punto de ruptura. Un aumento en la velocidad de deformación conlleva a un incremento en la capacidad máxima de deformación y en la resistencia máxima. Estos resultados concuerdan con los obtenidos previamente para otros hidrogeles de origen natural formulados a partir de almidón [10].