Estructuración de aceites vegetales mediante el autoensamble de monoacilgliceridos

Abstract

Se investigó el comportamiento de fase de monoacilgliceridos (MG) durante el desarrollo de oleogeles en aceite vegetal (VO) y aceite mineral (MO) empleando difracción de rayos X, calorimetría diferencial de barrido y reología. Durante la oleogelación en VO y MO los MG con cadenas alifáticas entre C16 y C22 desarrollaron las mismas transiciones de fase que en su estado puro (ej. L-alfa, sub-alfa1, y sub-alfa2), mientras que C14 desarrolló únicamente la L-alfa y sub-alfa1. Las diferencias en los diagramas de fase en VO y MO se asociaron a la solubilidad de los -OH de los MG en función de la concentración del MG y la polaridad relativa del aceite. Por primera ocasión se demostró que C16 desarrolla, en forma pura y en solución en VO y MO, la fase sub-alfa2. Independientemente del tipo de aceite, C16 a C22 cristalizaron monoclínicamente, siendo la inclinación de la cadena alifática indispensable para el desarrollo de la fase sub-alfa2. Los diagramas de fase de mezclas binarias de C18 con C14, C16 y C22 indicaron que, en ambos aceites, los MG desarrollaron una fase L-alfa mixta. En las mezclas binarias, la temperatura de transición de sub-alfa mostró un comportamiento eutéctico, particularmente evidente en C18:C16 y C16:C22. Los oleogeles formulados con las concentraciones de MG en el punto eutéctico alcanzaron la más alta elasticidad, comportamiento asociado a una menor eficiencia de empaque molecular entre las cadenas alifáticas de los MG, lo que favoreció la retención de aceite y el subsecuente incremento en elasticidad del oleogel.

The phase behavior of monoacylglycerides (MG) during the development of oleogels in vegetable oil (VO) and mineral oil (MO) was investigated using X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, and rheology. During oleogelation in VO and MO, the MGs with aliphatic chains between C16 and C22 exhibited the same phase transitions as in their pure state (e.g., Lα, sub-α1, and sub-α2), while C14 only developed Lα and sub-α1. The differences in the phase diagrams obtained in VO and MO were associated to the -OH solubility as a function of the MG concentration and the oil’s relative polarity. For the first time, it was demonstrated that C16 develops the sub-α2 phase, both in pure form and in solution in VO and MO. Independent of the type of oil, C16 to C22 crystallized monoclinically, founding that the inclination of the aliphatic chain was essential for the development of the sub-α2 phase. Phase diagrams of binary mixtures of C18 with C14, C16, and C22 indicated that, in both oils, MG developed a mixed Lα phase. In binary mixtures, the sub-α transition temperature exhibited eutectic behavior, particularly evident in the C18:C16 and C16:C22 mixtures. Oleogels formulated with MG concentrations at the eutectic point achieved the highest elasticity, a behavior associated to lower molecular packing efficiency achieved by the aliphatic chains of MG, which favored oil retention and subsequent increased in oleogel elasticity.