ArtículoLa goma arábiga-Chitosan Complex coacervación

Abstracto

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Figuras

Citando los artículos

Hugo Espinosa-Andrews , Juan G. González-Báez ,Francisco Cruz Sosa- , y E.   Jaime

Vernon-Carter   *

Difteria y DBT Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, San Rafael Atlixco No. 186,

Ciudad de México 09340, México

Biomacromoléculas , 2007 , 8 (4), pp 1313-1318

Doi: 10.1021/bm0611634

Fecha de publicación (Web): 22 de marzo 2007

Copyright © 2007 American Chemical Society

Sección:

Productos farmacéuticosAbstracto

La formación de complejos electrostáticos de goma arábiga (GA) con quitosano

(Ch), dos polisacáridos de carga opuesta, como una función de la relación de

biopolímeros (R GA / Ch ), biopolímeros concentración total (TB conc ), pH y fuerza

iónica, se investigó. Las condiciones en las que se determinaron inter-

biopolímero formar complejos mediante el uso de mediciones de movilidad

electroforética turbidimétricos y en la fase de equilibrio y mediante la

cuantificación de la masa en la fase de precipitado. Los resultados indicaron

que el rendimiento óptimo de coacervado se logró a R GA / Ch = 5,

independientemente de la TB concen el pH resultante de soluciones bajo

condiciones de mezcla. Los altos rendimientos de coacervado producido en un

intervalo de pH 3,5 a 5,0 para R GA / Ch = 5. Rendimiento coacervado fue

disminuido drásticamente a valores de pH por debajo de 3,5 debido a un bajo

grado de ionización de las moléculas de GA, y a valores de pH por encima de 5

debido a la baja solubilidad del quitosano. El aumento de la fuerza iónica,

disminuyó el rendimiento de coacervado debido al blindaje de grupos ionizados.

Introducción

Las macromoléculas son los principales componentes de los productos alimenticios

formulados, y el control de las propiedades estructurales de las proteínas y los

polisacáridos es un tema de investigación de ancho. 1,2 interacciones entre

macromoléculas de alimentos puede ser repulsiva o atractiva, destacando dos

fenómenos opuestos: incompatibilidad biopolímero y complejo formación. 1-4 La

formación de complejos puede ser soluble o insoluble. 5 Los complejos insolubles

concentrarse en gotas de coacervado líquido, dando lugar a una separación de

fases de la mezcla en dos capas líquidas. 5 La palabra "coacervado" se deriva del

latín " co "(juntos) y" acerv "(un montón) para significar la unión anterior de las

partículas coloidales. 6,7

IUPAC define coacervación como la separación en dos fases líquidas en sistemas

coloidales (la fase más concentrada en el componente coloide es el coacervado, y

la otra fase es la solución de equilibrio). 8 El fenómeno se puede dividir en "simple"

y coacervación "complejo" .Brevemente, coacervación simple se ocupa

generalmente de sistemas que contienen sólo un soluto coloidal, mientras que la

coacervación compleja se ocupa generalmente de sistemas que contienen más de

un coloide. Coacervación simple es un proceso que implica la adición de una

sustancia fuertemente hidrófilo a una solución de un coloide, que hace que las dos

fases para formar: una fase rica en gotitas coloidales y la otra pobre en tales

gotitas. Este proceso depende principalmente del grado de hidratación producido,

una variable para controlar difícil.Por otra parte, la coacervación compleja se ha

encontrado para ser principalmente dependiente de pH y se ha informado que se

producen en sistemas que contienen dos coloides dispersos de carga eléctrica

opuesta. Las condiciones óptimas para la coacervación compleja se obtienen

cuando el pH se ajusta a un punto en equivalentes de moléculas de carga opuesta

de los dos coloides están presentes, debido a que el mayor número de enlaces

salinos formar en este punto. 9,10

Estos complejos tienen muchas aplicaciones, incluyendo el papel de copia sin

carbón, 11sustitución de la grasa, 12 separación de

proteínas, 13 microencapsulación, 14-17 cosméticos,18,19 comida, 20,21 y la inmovilización

de enzimas. 22

Un número de estudios han demostrado que la coacervación compleja se podría

obtener en mezclas de proteína-polisacárido, siempre que los parámetros de

disparo externo interacciones electrostáticas (es decir, pH, fuerza iónica, relación

de biopolímeros, los biopolímeros concentración total, temperatura, densidad de

carga, rigidez y polielectrolito) están controlada con precisión. 6,23-29

La formación de complejos es impulsado por el incremento de la entropía debido a

la expulsión de los iones pequeños de las capas dobles alrededor de las cadenas

de polielectrólito individuales, mientras que en el caso de polielectrolitos débiles, el

polielectrolito es capaz de aumentar la carga de los grupos de polielectrolitos, lo

que implica una mayor disminución de la energía libre. 30 La naturaleza de los

complejos de proteína-polisacárido también está influenciada por factores

entrópicos, tales como flexibilidad y / o transiciones entre conformaciones

globulares y extendida, y por contribuciones de entalpía, que a su vez están

regulados por la relación de proteína-polisacárido , la naturaleza y la densidad de

las cargas sobre los biopolímeros. Existe escasa información sobre los factores que

influyen en polisacáridos iónicos de polisacáridos interacciones. Recientemente, se

informó de que la goma de mezquite, un polisacárido muy similares en

composición química a la goma arábiga, formado complejos solubles con quitosano

en agua mineral aceite interfaces planas 31 y alrededor de minerales de aceite-en-

agua. 32 En ambos casos, los sistemas exhiben propiedades viscoelásticas que eran

altamente dependientes de la goma de mezquite-quitosano relación.

Chitosan (Ch) es el segundo polisacárido más abundante en el mundo y se obtiene

alcalina N -desacetilación de la quitina. El uso del quitosano en la industria de la

alimentación es particularmente prometedor debido a su biocompatibilidad y la no

toxicidad. 33 El quitosano es un polisacárido heterogéneo binario que consta

principalmente de 2-acetamido-2-desoxi-β- D -glucopiranosa y 2-amino-2-desoxi -

β- D -glucopiranosa residuos, el residuo siendo este último responsable de su carga

catiónica a valores de pH ácidos. Las propiedades de la quitosana en solución

depende del peso molecular, el grado de desacetilación, el pH y la fuerza

iónica. 34,35El p K un valor de los segmentos de la glucosamina es 6.3-7. 35 A pH bajo y

fuerza iónica baja, la viscosidad intrínseca de quitosano aumenta rápidamente,

debido a la fuerte electrostática segmento del segmento repulsión, adopta una

conformación extendida, y la rotaciónflexibilidad de sus cadenas son relativamente

grandes para un polielectrolito polisacárido. Sin embargo, debido a los anillos de

azúcar voluminosos, la flexibilidad está limitada si se compara con la de

polielectrolitos con un esqueleto de hidrocarburo. 35

Goma arábiga (GA) es un polielectrolito cargado negativamente que se utiliza

ampliamente en la industria debido a su alta solubilidad y baja viscosidad a altas

concentraciones, y buenas propiedades emulsionantes y

microencapsulación. 36,37 Es un arabinogalactano compone de tres fracciones

distintas con proteína diferente contenidos y diferentes pesos moleculares. 3,38 El

análisis de composición de GA revela la presencia de una cadena de galactano de

transporte principal galactosa fuertemente ramificado / cadenas laterales de

arabinosa. El resto de carbohidrato está compuesto de D -galactosa (  40% de los

residuos), L -arabinosa (  24%), L -ramnosa (  13%), y dos tipos de ácidos

urónicos, responsable del carácter polianiónico de la goma, D -ácido glucurónico ( 

21%) y 4 - O -metil- D -ácido glucurónico (  2%). Se ha sugerido que este

polisacárido tiene una "flor de acacia" de tipo de estructura con un número de

unidades de polisacáridos enlazados a una cadena polipeptídica común. 5,39 Esta

función es responsable de su actividad superficial y buena formación de película

viscoelástica capacidad. 40 La molécula de GA es algo globular, pero la apertura de

su estructura y su posible existencia en una forma en espiral son posibles y, en

cierto grado, depende de la cantidad de la disociación iónica de las unidades de

ácido urónico o sus sales. En la forma normal de sal a pH casi neutro, estos grupos

carboxilo disociado será en gran medida, y la repulsión de Coulomb resultante de

los grupos cargados negativamente carboxilato hará que la molécula de asumir

una abierta, altamente cargado, estructura expandida. 41

Sin embargo, se ha informado de que la goma arábiga no proporciona estabilidad a

largo plazo frente a la oxidación a monoterpenos 42 y el aceite de naranja. 43 Por lo

tanto, un tema de investigación interesante sería la de investigar sus interacciones

con otros biopolímeros para mejorar sus propiedades de barrera contra la

oxidación. Por otra parte, el quitosano se utiliza ampliamente en la industria

alimentaria, ya que forma fuertes, películas flexibles y claras que exhiben buenas

propiedades de barrera contra el oxígeno. 44 Por lo tanto, el uso combinado de la

goma arábiga con quitosano podría proporcionar un complejo electrostático entre

biopolímero que podrían formar películas fuertes viscoelásticas alrededor de las

gotitas de aceite y les proporcionan buenas propiedades de barrera contra la

oxidación. Este trabajo tiene como objetivo investigar la formación de

coacervación compleja entre la goma arábiga y el quitosano como una función de

la relación de biopolímeros (goma arábiga / quitosana), biopolímeros concentración

total, pH y fuerza iónica, así como para obtener información útil para su uso en

aplicaciones prácticas.

Materiales y Métodos

Materiales. quitosano (peso medio molecular, grado de desacetilación: 79%) se

adquirió de Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). Goma arábiga ( Acacia senegal )

lágrimas fueron adquiridos de Industrias Ragar, SA de CV (México DF, México).

Preparación de mezclas de Biopolímeros. soluciones madre de quitosano (2%

w / w) y goma arábiga (20% w / w) se prepararon mediante la dispersión de los

primeros en MilliQ de agua de grado con 0,1 N HCl y el segundo en MilliQ de agua

de grado, respectivamente . Las soluciones se agitaron suavemente durante 12 h y

se almacenó durante la noche a 4 ° C, para asegurar la completa hidratación de los

biopolímeros. Quince soluciones de biopolímeros (TB conc R GA / Ch ) se prepararon, que

contenía diferentes concentraciones totales de peso biopolímeros (TB conc ) y

diferentes relaciones en peso de goma arábiga al quitosano (R GA / Ch ), mediante la

mezcla de la cantidad de los dos soluciones stock, y mediante la adición de MilliQ

de agua de grado cuando sea necesario, y cuyas composiciones fueron: TB 1,00 R 3 ,

TB 1,25 R 4 , TB 1,50 R 5 , TB 1,75 R 6 , TB 2,00 R 7 , TB 2,00 R 3 , TB 2,50 R 4 , TB 3,00 R 5 , TB 3,50 R 6 ,

TB 4,00 R 7 , TB 4,00 R 3 , TB 5,00 R 4, TB 6,00 R 5 , TB 7,00 R 6 y TB 8,00 R 7 . Sin conservantes se

añadieron a las soluciones, ya que el quitosano está informado de actuar como

bactericida y fungicida. 44 Las soluciones se mantuvieron en reposo 72 h a

temperatura ambiente antes del análisis. Todas las mediciones se realizaron por

triplicado, y sus medios se informó con sus desviaciones estándar.

Rendimiento coacervado. La fase de equilibrio se separó de la fase de

coacervado por decantación, y la última fase se secó a 36 ° C hasta peso constante

se logró. El rendimiento de coacervado se determinó por medio del balance de

masa utilizando la siguiente ecuación: donde m o biopolímeros

es el peso total de polvo usado para hacer las soluciones de biopolímeros, y m i es

el peso de la fase de coacervado se secó.

Composición de la fase de coacervado y de la fase de equilibrio. La fase de

coacervado relación de biopolímeros (CPBR GA / Ch ) se determinó utilizando un equipo

de análisis elemental PE2400 serie II CHNS / O Analyzer (Perkin-Elmer, EE.UU.). En

el modo de funcionamiento CHN, el equipo utiliza un método de combustión a 980

° C para convertir los elementos coacervado a los gases simples (CO 2 , H 2 O y

N 2 ). GA y Ch, como espacios en blanco, y luego los coacervados diferentes se

oxida primero en un ambiente de oxígeno puro. Los productos fabricados en la

zona de combustión son CO 2 , H 2 O y N 2 . Los gases resultantes se

homogeneizaron y controlada a las condiciones exactas de la presión, la

temperatura y volumen. Los gases homogeneizadas se permitió para despresurizar

a través de una columna donde fueron separados en un paso a paso de estado

estacionario manera y se detecta como una función de sus conductividades

térmicas. Total de C, H y N se calcularon con una precisión de 0,1 g por el software

del equipo. Experimental% GA (GA% E ) en los coacervados se calculó con la

siguiente ecuación: donde GA%, Ch%, y coacervado

% corresponde al% N encontrado de GA, Ch, y las muestras de coacervado

correspondientes, respectivamente. N fue seleccionado para la determinación de la

composición de la mezcla, ya que proporciona un elemento diferencial razonable

entre GA y cap. Fase de equilibrio biopolímeros relación (EPBR GA / Ch ) se determinó

por medio del balance de masa.

Movilidad electroforética. La movilidad electroforética de la fase de equilibrio se

determinó usando un instrumento de electroforesis de partícula (Zetasizer Nano-

ZS, Malvern Instruments, Worcestershire, UK). La esencia de un sistema de

microelectroforesis clásica es una célula capilar con electrodos en cada extremo al

que se aplica un potencial. Las partículas se mueven hacia el electrodo, y su

velocidad se mide y se expresa en la fuerza de la unidad de campo como su

movilidad. Cada solución de equilibrio de fases no diluido fue puesto en una celda

de inmersión universal equipada con electrodos de platino. El aparato se calibró

previamente con látex estándar (-50 ± 5 mV). Las mediciones se realizaron en el

pH resultante (3,8 ± 0,1) ("natural" pH) de la diferente TB conc R GA / Ch soluciones a 25

º C.

Mediciones turbidimétrico. mediciones turbidimétricos proporcionar

información con respecto a los complejos solubles. Un Spectronic Genesys 2 UV /

vis (Spectronic Unicam, Rochester, NY) espectrofotómetro fue utilizado para seguir

la turbidez de la fase de equilibrio a una longitud de onda de 600 nm a 25 ± 1 ° C

sin agitación. Las muestras se colocaron en cubetas de 1 cm de paso de

longitud. La turbidez se registró y se calcula como sigue: donde L es la

longitud del camino óptico (cm), I t es la intensidad de la luz transmitida, y I 0 es la

intensidad de la luz incidente.

Efecto de la sal y de pH en el Rendimiento coacervado. La solución de

biopolímero TB conc R GA / canal que produjo el mayor rendimiento de coacervado

bajo naturales condiciones de la solución de pH o bien se añadieron diferentes

concentraciones de NaCl (0, 25, 50, 75, 100, 125, y mM 150) o había su pH

ajustado a 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, y 7,0 por adición de HCl (0,1 N)

o NaOH (0,1 M) como se requiera, para determinar el efecto de ambos factores en

el rendimiento de coacervado.

Resultados y Discusión

Coacervado rendimiento y la composición. El rendimiento de coacervado se

usa para entender el efecto de la relación de biopolímero peso, pH, concentración

de sal, y la concentración total de biopolímeros sobre la eficiencia de coacervación

compleja entre la goma arábiga y el quitosano. Todos estos factores influyen en la

configuración tridimensional y la densidad de carga relativa entre ambos

biopolímeros, que a su vez afectan el grado de interacción electrostática entre

ellos. Después de la separación de fases, la fase de coacervados se mantuvo

viscoso líquido-como, muy similar a la informada por Weinbreck et al. 3 Figura

1muestra el rendimiento de un coacervado como una función de la relación de

biopolímero peso y la concentración de biopolímero total (obtenido a partir de la%

en peso de quitosano y R GA / Ch ).Un máximo con un rendimiento del coacervado se

obtuvo en una relación de biopolímeros de 5, independientemente de la

concentración de biopolímero total utilizado. La coacervación compleja entre los

dos biopolímeros es el resultado de las interacciones que tienen lugar entre grupos

carboxílicos (-COO - ) de goma arábiga y los grupos amino (-NH 3 + ) de quitosano.

La Figura 1 (a) coacervado rendimiento; (b) relación de fase de coacervado biopolímeros, y (c) fase de

equilibrio biopolímeros relación, como una función de biopolímeros proporción de mezcla y la

concentración de biopolímeros total después de 72 h.

Aparentemente, una relación de carga estequiométrica entre ambos biopolímeros

se produce a una relación de GA / Ch de 5, induciendo la máxima interacción

electrostática entre ambos biopolímeros. Este fenómeno implica que la

neutralización de carga entre ambos tipos de macromoléculas se produce. Como el

R GA / Ch aleja más de R 5 , el balance de carga entre las macromoléculas también se

desplaza más lejos de su relación estequiométrica, y el rendimiento de coacervado

disminuye más pronunciadamente. La disminución en el rendimiento de

coacervado R 5 a R 7 era evidente, pero no se vio afectada en términos generales

por la concentración de biopolímero total. Por otro lado, coacervado rendimiento

disminuyó marcadamente y era altamente dependiente de la concentración de

biopolímero total en R 4 y R3 (Figura 1a). Estos resultados son relevantes, ya que

indican que a relaciones de biopolímeros bajas (R 3 y R 4 ) las concentraciones de

biopolímeros relativamente altas son necesarias para la obtención de los

rendimientos de coacervado alrededor de 80% o más, pero que a relaciones más

altas de biopolímero (R 5 , R 6 , y R 7 ) no hay prácticamente ninguna diferencia en

el rendimiento de coacervado si un 2, 4, u 8% en peso total de biopolímeros

concentración se utilizó. En el diseño de productos alimentarios específicos, estos

resultados deben ser tomados en consideración. El efecto de la concentración total

de biopolímero en el rendimiento de coacervado probablemente puede explicarse

mejor en términos del comportamiento polielectrolito de macromoléculas. 45 La

ionización de las ayudas de función adjuntos en la solubilización del polielectrolito,

que se disuelve para dar un poliión y contraiones. El poliión tiene un gran número

de cargas en las proximidades porque están unidos a la cadena principal

macromolecular, y aunque el poliión tiene movilidad, las cargas individuales unidos

a la cadena no lo hacen. No todos los contraiones son libres de moverse. Los iones

libres forman una nube contraión sobre la poliión, mientras que los iones

inmovilizados se une a un sitio específico o punto de la cadena principal

macromolecular. Como la solución de polielectrolito se diluye, más y más de los

contraiones unidos sitio-se liberan, la construcción de la carga del ion macro, que

se expande. Expansión de la dilución no se puede producir de forma indefinida,

debido a limitaciones de la flexibilidad en la cadena principal macromolecular. La

ampliado más es la poliión, mayor es la "rigidez" de la cadena principal

macromolecular, de modo que los sitios expuestos cargados poseen menos

libertad para la interacción. Este fenómeno además del hecho de que el número de

poliiones disponibles en sistemas diluidos son más bajas explican el fuerte

descenso en el rendimiento de coacervado en concentraciones bajas

biopolímeros. A concentraciones relativamente altas biopolímeros, el grado de

ionización de la macromolécula es menor, y la flexibilidad de la cadena principal

macromolecular es mucho mayor ya que es menos expandida, de manera que los

sitios cargados son más fácilmente disponibles para la interacción, lo que resulta

en un mayor rendimiento de coacervado . Estos resultados son importantes dado

que señalar que las concentraciones totales ni demasiado bajo ni alto biopolímeros

permitir la formación de un coacervado eficiente.

El análisis elemental para GA era 42,64% C, 6,20% H, 0,64% y N, mientras que

para el Canal fue 34,14% C, 6,58% H, 6,27% y N. Análisis elemental para los

coacervados diferentes variaban enentre 42.38-45.51% C,% H 6.05-6.81, 1.38-

1.89% y N. El% GA E se encuentra en los coacervados diferentes se da en la Tabla

1.

Tabla 1. Gum Arabic Experimental% detectada en el análisis elemental en los

coacervados diferentes

TB 1,00 R 3 8,00% TB 2,00 R 3 26,9% TB 4,00 R 3 60,2%

TB 1,25 R 4 51,3% TB 2,50 R 4 67,5% TB 5,00 R 4 72,5%

TB 1,50 R 5 80,6% TB 3,00 R 5 77,3% TB 6,00 R 5 79,0%

TB 1,75 R 6 77,2% TB 3,50 R 6 68,9% TB 7,00 R 6 62,2%

TB 2,00 R 7 67,4% TB 4,00 R 7 68,6% TB 8,00 R 7 67,4%

La Figura 1b muestra la relación de fase de coacervado biopolímero como una

función de la TB CR GA / Ch soluciones. En términos generales, CPBR GA / Ch aumentado

como el aumento de R en las soluciones staring biopolímeros, pero era más o

menos independiente de la concentración total de biopolímeros. La figura 1c

muestra la fase de equilibrio biopolímeros relación como una función de la TB C R GA /

Ch soluciones. Como en el caso de la Figura 1b, EPBR GA / Ch aumentado como el R

aumentado pero la concentración de biopolímero total también tenía un efecto, en

particular en R por encima de 5. Sin embargo, es interesante observar que,

mediante la comparación de la Figura 1b y c, se puede observar que en R 5 tanto la

CPBR GA / Ch y los EPBR GA / Ch valores eran muy cerca de 5, lo que indica que la fase de

coacervado y la fase de equilibrio estuvieron muy cerca de alcanzar el equilibrio.

Mediciones turbidimétrico. turbidimétricos mediciones también se pueden

emplear para seguir coacervación compleja. La turbidez en la fase de equilibrio

está relacionada con la formación de una fase no soluble, que puede precipitar o

permanecer estable durante un tiempo corto o largo. Esto implica que las

soluciones con mayor turbiedad tienen una mayor cantidad de macromoléculas de

soluciones translúcidos, este último indicativo de un rendimiento de coacervado

grande. Datos de turbidez de la fase de equilibrio del sistema GA-Ch para

relaciones de biopolímeros y concentraciones diferentes biopolímeros totales se

muestran en la Figura 2.

Figura 2 turbidez fase de equilibrio como una función de la relación de biopolímeros y concentración

biopolímeros total después de 72 h.

Turbidimétricos resultados de medición de acuerdo con los datos de rendimiento

de coacervado. Como puede verse, la relación en peso de biopolímero en la que la

turbidez mínima de la fase de equilibrio producido por cualquiera biopolímeros

concentraciones totales fue de R5 . Este comportamiento de la fase de equilibrio

indica que los complejos neutros entre ambos biopolímeros ocurrió que precipita

para formar la fase de coacervado. Por otro lado, en el R GA / Ch relaciones inferiores y

superiores a 5, aumento de la turbidez, probablemente debido a la formación de

complejos solubles. Un biopolímero puede adsorber sobre la superficie de las

partículas coloidales (por ejemplo, otro biopolímero) como resultado de (a) un

Coulomb (carga-carga) interacción, (b) las interacciones dipolares, (c) de unión de

hidrógeno, o (d) van der Waals interacción. Un equilibrio debe lograrse entre la

afinidad de biopolímeros y la superficie de la partícula uno por el otro y por el

disolvente. El resultado usual es que el biopolímero está ligado a la superficie en

un número de puntos, pero para algunos de su longitud que es capaz de

extenderse en la solución. Cuando dos partículas se juntan, se hace posible que un

biopolímero para formar un puente entre una partícula y otra, especialmente si la

densidad de adsorción sobre las superficies de las partículas no es demasiado alta

y el biopolímero es de masa molecular muy alto. 46,47 A altos valores de R, es

probable que las moléculas Ch actúan como un puente entre las moléculas puente

GA (floculación), pero a valores de R bajo el contrario en realidad puede suceder,

con las moléculas de GA puente moléculas Cap.

La movilidad electroforética. Electroforesis mediciones corroborar estos

resultados (Figura 3).Los datos positivos de electroforesis de la fase de equilibrio

indica que el predominio de grupos amina libres en la solución (que ocurre cuando

R GA / Ch valores fueron inferiores a 5), mientras que cuando los datos de

electroforesis fueron negativos, una mayor cantidad de restos carboxilo ionizados

predominaban en la solución ( ocurre cuando R GA / Ch valores fueron superiores a

5). Cuando los datos de electroforesis se aproximó a cero, que era indicativo de

que la neutralización de carga entre ambos biopolímeros fueron los fenómenos

predominantes.Este último fenómeno se produjo alrededor de una relación de

biopolímeros de 5 g de goma arábiga / g de quitosano, lo que confirma que en esta

relación de biopolímeros la mayor interacción entre los biopolímeros se logró,

independientemente de la concentración biopolímeros total utilizado. Una vez más,

se corroboró que a relaciones de biopolímeros bajas (R 3 y R 4 ) cuando la

concentración de biopolímero total fue relativamente bajo (1-2% en peso de R 3 y

1,25-2,5% en peso de R 4 ), las interacciones entre GA y Ch estaban restringidos

debido probablemente la rigidez de sus cadenas principales macromoleculares,

que eran más extendida en estas diluciones. Con relaciones de biopolímeros por

encima de 5 y cuantas concentraciones totales de biopolímeros, los esqueletos de

ambos macromoleculares poliiones poseía una mayor flexibilidad y capacidad

mejorada para así interactuar.

Figura 3 Equilibrio movilidad electroforética fase como una función de la relación de biopolímeros y

concentración biopolímeros total después de 72 h, a pH ≈ 3,8.

pH y la concentración de sal en el Rendimiento coacervado. El efecto del pH

y la concentración de sal en el rendimiento de coacervado, en base a las

mediciones turbidimétricas de la fase de equilibrio, se estudió para una relación de

biopolímeros de 5 y biopolímeros concentración total de 6,0% en peso (1,0% en

peso Ch. ). El pH de la solución de biopolímeros afectado el rendimiento de

coacervado como se muestra en la Figura 4.

Figura 4 La goma arábiga-quitosano rendimiento de coacervado y el equilibrio de fases turbidez como

una función del pH de soluciones, para la relación de biopolímeros de 5, biopolímeros concentración

total de 6% en peso, y después de 72 h.

Coacervado rendimientos obtenidos a valores de pH entre 3,5 y 5 fueron

relativamente más altos que los valores de pH a otros, como en este intervalo de

pH los biopolímeros cargar densidades de signo opuesto parecen ser

estequiométricamente equilibrado. Estos resultados han sido corroborados por los

valores de turbidez, que en estos valores de pH eran relativamente bajos. A

valores de pH por debajo de 3,5 y por encima de 5, coacervado rendimiento

disminuido, y como pH se movió más lejos a valores de pH inferiores a 3,5 o

valores de pH superiores a 5, el rendimiento de coacervado se redujo aún

más. Coacervado disminución del rendimiento cuando los valores de pH fueron a

continuación debido a la ocurrencia de dos fenómenos que tienen lugar 3,5: (i) la

protonación de los grupos carboxílicos de la goma arábiga, y (ii) la contracción de

la estructura molecular, los cuales parecen alcanzar un máximo a pH 2,5, de modo

que en este coacervación pH se suprime por completo. Por otro lado, a valores de

pH por encima de 5, coacervado rendimiento disminuyó principalmente debido a

los fenómenos asociados con la molécula de quitosano. Como las moléculas de

quitosano se acercan a su p K unvalor de 35 (  6,3-7), su grado de disminución de

ionización y solubilidad, a tal punto que una cantidad considerable de moléculas de

quitosano precipitar a pH 7 (Figura 4). Además, un fuerte aumento de la turbidez

se produce a partir de pH 6,5 a pH 7 debido a la alta solubilidad de las moléculas

de GA, que a pH 7 han alcanzado casi el máximo grado de ionización. 48 En este

punto, es importante mencionar que todos los biopolímeros soluciones,

independientemente de las concentraciones totales de biopolímeros y la relación

de biopolímeros, exhibió un "natural" pH que cayó dentro de un valor de 3,8 ±

0,1. Esto significa que todos los biopolímeros mezclas estudiadas estaban cerca de

su valor de pH óptimo para inducir la interacción biopolímeros. La dependencia de

coacervación con pH ha sido descrita por varios autores,1,5,24,28 con los intervalos de

pH donde la interacción ocurrió dependiendo en gran medida de las propiedades

de macromoléculas tales como su densidad de carga y la flexibilidad macroion.

Rendimiento de coacervado fue inversamente proporcional a [NaCl]. Una gran

fuerza iónica es conocida para dificultar el establecimiento de pequeños iones

libres, por lo que suprime la fuerza impulsora para la formación de complejos, 30,49 y

la reducción efectiva de los sitios disponibles para las interacciones entre ambas

macromoléculas (Figura 5). Como [NaCl] aumentó, las interacciones entre las

macromoléculas cambiado. Este fenómeno se ha observado en goma arábiga-

suero aislado de proteína de 5 sistemas en los que la adición de concentraciones de

NaCl> 54 mM impedido de complejos de los biopolímeros. La cantidad de sal

añadida necesaria para disminuir drásticamente la coacervación, a veces llamado

el punto de resistencia a la sal, se encontró que era alrededor de una

concentración de NaCl 150 mM, donde se observó una disminución notable en el

rendimiento de coacervado (Figura 5).

Figura 5 La goma arábiga-quitosano rendimiento de coacervado y el equilibrio de fases turbidez como

función de la concentración de NaCl, para la relación de biopolímeros de 5, biopolímeros concentración

total de 6,0% en peso, y después de 72 h.

Conclusiones

Es posible formar complejos insolubles poliméricas entre dos polisacáridos

cargados de manera opuesta tales como goma arábiga y el quitosano, y existe una

relación óptima entre los biopolímeros. La turbidez fase de equilibrio y la movilidad

electroforética de los resultados, además de los de rendimiento coacervado,

indican que los mejores resultados se obtuvieron en una goma árabe-quitosano

relación en peso de 5, independientemente de la concentración de biopolímero

total utilizado. Los complejos electrostáticos formados son dependientes de pH y

fuerza iónica, pero la máxima interacción entre los dos biopolímeros se produjo en

un rango de pH entre 3,5 y 5, que está muy cerca de la "natural" pH de la solución

biopolímeros. La adición de concentraciones de NaCl de alrededor de 150 mM

provocó una disminución drástica en el rendimiento de coacervado. El uso de

coacervación compleja entre los polisacáridos pueden ser una alternativa

importante para la formulación altamente estables y funcionales aceite-en-agua

contra fenómenos de agregación y de la difusión de los agentes de deterioro, tales

como oxígeno, como presumiblemente estos complejos pueden formar capas

adsorbidas gruesas y viscoelástico alrededor del petróleo gotitas.

Reconocimiento

Nos gustaría dar las gracias al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México

(CONACyT) para financiar parcialmente este estudio a través de subvención

U45992-Z y la CBI Laboratorio Químico de la Universidad Autónoma Metropolitana-

Iztapalapa para compartir su equipo.

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