Diagramas de fase de mezclas de n-hentriacontano y triacilglicéridos monoácidos saturados

Abstract

La gelificación de aceite vegetal con cera de candelilla (CW) y triacilgliceroles saturados (TAGs) es una estrategia prometedora para el desarrollo de bases grasas, cosméticos y sistemas de liberación de medicamentos. El n-hentriacontano (C31) define, en gran medida, las propiedades térmicas de CW. Por lo tanto, estudiamos el comportamiento de fase y la microestructura de las mezclas binarias de C31 y trimiristina (MMM), tripalmitina (PPP) o triestearina (SSS), que proporcionarán la base para comprender las mezclas complejas que los contienen. Mediante calorimetría diferencial de barrido y difracción de rayos X se desarrollaron diagramas de fase para sistemas binarios C31-TAG. Estos diagramas de fase presentaron un comportamiento de fase eutéctica, en el que las mezclas de C31TAG por debajo de la línea sólida son dispersiones sólidas de cristales ricos en C31 y cristales ricos en el correspondiente TAG. Dicha segregación en la fase sólida se atribuyó a la incompatibilidad del empaquetamiento de subcelda de los componentes puros en la forma polimórfica estable, la cual es ortorrómbica para C31, y monoclínica para TAG en la forma polimórfica β. El C31 en las mezclas tuvo un efecto importante en la microestructura de TAGs. Para la MMM, los cambios morfológicos a nivel microestructural fueron impulsados por su nucleación heterogénea en la superficie de los cristales de C31. En contraste, los cambios microestructurales para los cristales de los TAGs en las mezclas de C31-PPP y C31-SSS fueron inducidos por la inhibición del crecimiento del cristal por adsorción de moléculas de C31 en las superficies del cristal en crecimiento.

Gelation of vegetable oil with candelilla wax (CW) and saturated triacylglycerols (TAGs) is a promising strategy for engineering solid-like fat-based foods, cosmetics, and drug delivery systems n-hentriacontane (C31) defines, to a large extent, the thermal properties of CW. Therefore, we studied the phase behavior and microstructure of binary mixtures of C31 and trimyristin (MMM), tripalmitin (PPP) or tristearin (SSS), which will provide the basis to understand complex mixtures. Through differential scanning calorimetry and X-ray diffraction the phase diagrams for C31-TAG binary systems were developed. These phase diagrams had a eutectic phase behavior, in which C31-TAG mixtures below de solidus line are solid dispersions of crystals rich in C31, and crystals rich in the corresponding TAG. Such segregation in the solid phase was attributed to the incompatible subcell-packing of the pure components in the stable polymorphic form, which is orthorhombic for C31, and monoclinic for TAGs in the β-polymorphic form. C31 in mixtures had a major effect on the TAGs microstructure. For MMM, morphological changes at the microstructural level were driven by its heterogeneous nucleation on C31 crystals. Conversely, microstructural changes for TAGs crystals in C31-PPP and C31-SSS mixtures were induced by the crystal growth inhibition by adsorption of C31 molecules at the growing crystal surfaces.