Vol.
42 Fase. 5 (1991), 339-348 339
Monocapas de ácidos g asos. III. Ácidos paimí ico, láu ico y oleíco
sob e disoluciones acuosas que con ienen solu os
con g upos uncionales alcohólicos.
Po J. M. Rod íguez Pa ino, J. de la Fuen e Fe ia y O. Gómez He e a.
Depa amen o de Ingenie ía Química. Facul ad de Química.
Uni e sidad de Se illa. 01. P o . Ga cía González, s/n.
41012 - SEVILLA (España). Fax: 462 49 52.
RESUMEN
Monocapas de ácidos g asos. III. Ácidos palmí ico,
láu ico y oleico sob e disoluciones acuosas que con ienen
solu os con g upos uncionales alcohólicos.
Se ha es udiado la in luencia que eje cen la longi ud y la
insa u ación de la cadena acílica sob e las ca ac e ís icas de
las monocapas de ácidos g asos espa cidas sob e medios
acuosos que con ienen e anol, glice ina, glucosa o saca osa,
u ilizando una balanza de supe icie de ipo Langmui .
La es abilidad de la monocapa es unción de la longi ud de
la cadena acílica y de la p esencia de insa u ación. En gene al,
los mismos ac o es que disminuyen la es abilidad de la monocapa
pueden a o ece las ansiciones iiacia con igu aciones con
es uc u as más expandidas.
PALABRAS-CLAVE: Balanza de supe icie - Disolución
acuosa de moléculas hid ox licas - Láu ico (ácido) - Oleico
(ácido) - Palmí ico (ácido).
SUMMARY
Monolaye s o a y acids. III. Palmi ic, Lau ie and Oleic
Acids on aqueous solu ions con ainig solu es wi li alcoho-
lic unc ional g oups.
Tiie in luence exe ed by he leng h o he insa u a ion o
acyl chain on cha ac e is ics o a y acid monolaye s sp ead on
aqueous solu ions con aining e hanol, glyce ol, glucose o
suc ose, is s udied using a Langmui ype su ace balance.
The monolaye s abili y is unc ion o acyl chain leng h and
p esence o insa u a ion. Gene ally, he ac o s dec easing
monolaye s abili y can help ans o ma ions owa ds con igu-
a ions wi h mo e expanded s uc u es.
KEY-WORDS: Aqueous solu ion o hyd oxy lie molecules -
Lau ie (acid) - Oleic (acid) - Palmi ic (acid) - Su ace balance.
1.
INTRODUCCIÓN
En las aplicaciones indus iales de los adi i os
alimen a ios u ilizados como emulsionan es o es-
abilizado es de in e ases, las ca ac e ís icas de
las monocapas o madas en la in e ase ai e-medio
acuoso poseen un in e és p ác ico de i ado de su
in luencia sob e la es abilidad y p opiedades de
espumas y emulsiones (1-4), o sob e alguna de
las e apas de p ocesado o aplicación de de e mi-
nados alimen os (5) (6).
Además de la a iación que se p oduce en las
p opiedades ísicas del sis ema monocapa-sub a-
se,
al a ia los componen es de la iji ima y su
concen ación (7) (8) exis e o o ac o no de menos
impo ancia que incide sob e la disposición de las
moléculas en la monocapa; dicho ac o es el ipo
de in e acción que exis a en e las moléculas de
lípidos y en e ellas y la sub ase.
Pa a una monocapa de un lípido insoluble un
análisis gene al de las ue zas supe iciales debe
conside a las in e acciones lípido-lípido y iípido-
sub ase. Los mé odos clásicos pa a e alua es as
ue zas en sis emas condensados han consis ido
en la medida de las ene gías in e nas del sis ema.
No obs an e, la baja p esión de apo de la mayo ía
de los lípidos que o man monocapas condensa-
das in oduce una limi ación p ác ica en la medida
di ec a de la ene gía in e na (9), aunque se han
desa ollado di e sos mé odos al e na i os (10)
(11).
Uno de es os mé odos (11) u iliza el hecho
de que pa a se ies homologas de compues os
ali á icos no males exis e una cons an e, indepen-
dien e de la na u aleza del g upo pola , que
con empla el inc emen o de la ene gía lib e con la
comp esión de la monocapa cuando aumen a la
longi ud de la cadena hid oca bonada. Es e esul-
ado es consis en e con el p incipio de Langmui
de independencia de la acción supe icial (12) (13).
Según es e p incipio las monocapas condensadas
pueden conside a se cons i uidas de dos pa es:
la pa e supe io co espondien e a la cadena hi-
d oca bonada, que se compo a como una ase
sepa ada con una ene gía in e na ca ac e ís ica, y
el dominio del g upo pola que ambién con ibuye
independien emen e a la p esión supe icial de la
monocapa.
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340 G asas y Acei es
Las ue zas in e molecula es que ac úan en una
monocapa se pueden inclui en alguna de las si-
guien es ca ego ías: a) In e acciones de la go
alcance en e las cabezas pola es; b) In e accio-
nes de co o alcance en e los á omos de ca bono
de las cadenas hid oca bonadas si uados a mayo
dis ancia del g upo pola ; c) A acciones de la go
alcance o in e acciones de Van de Waals en e
las cadenas; d) in e acciones de la go alcance en e
las cadenas enden es a in oduci un deso den en
el sis ema. De hecho, se han p opues o una se ie
de modelos eó icos pa a explica las es uc u as
de las monocapas según las in e acciones en e
las moléculas (14-19). Es os modelos es án basa-
dos en la impo ancia ela i a de las ue zas in e -
molecula es an es ci adas, de las cuales las in e-
acciones de Van de Waals es án con empladas
en odos. El e ec o de la longi ud de la cadena se
ha incluido sólo en con adas ocasiones, aunque
Ma ceija (20) y Caillé (14) (21) han in es igado su
impo ancia en unción de la dependencia en e el
pun o de usión del lípido y el ipo de cadena
hid oca bonada. Recien emen e, PekaIskI (22) ha
p opues o un modelo en el cual de e mina la
elación en e los e ec os de la longi ud de la cadena
hid oca bonada de un lípido sob e el diag ama de
ases,
conside ando la In e ención de las cua o
in e acciones ci adas.
Según las expe iencias e ec uadas en balanza
de supe icie, de las que es os es udios iniciales
sob e ácidos g asos (23) (24) pueden se i de
e e encia pa a el es udio de sis emas más
complejos y de mayo in e és indus ial, como los
cons i uidos po los monoglicé idos y es e es de
los p opios ácidos g asos con policies, las ca ac-
e ís icas de es as monocapas se esumen en la
es uc u a que adop an las moléculas que las
cons i uyen y en su solubilidad en el medio acuo-
so,
según las condiciones de ealización del
p oceso. El obje i o del p esen e abajo se cen a
en el es udio de la in luencia de la longi ud de la
cadena hid oca bonada y de la p esencia de
insa u ación en la misma sob e las ca ac e ís icas
de las monocapas.
2.
MATERIALES Y MÉTODO
Las iso e mas (cu as p esión de espa cimien-
o,
TC,
en e al á ea po molécula. A) se han ob enido
en una balanza de supe icie come cial ipo
Langmui , equipada con un sis ema de medida
con inuo y egis ado . La empe a u a de la bandeja
que con iene la monocapa y la sub ase se
man-
iene cons an e du an e cada ope ación median e
la ci culación de agua desde un e mos a o, con
una sensibilidad en el con ol de empe a u a de
±0,01-0,03°C. La o ma de ope a se ha desc i o
en un abajo an e io (23).
Los p oduc os usados son de calidad analí ica
y no han sido some idos a pu i icación pos e io :
ácido palmí ico (Me ck, Ca . 800508), ácido laú ico
(Me ck, Ca . 805333), ácido oleico (Reagen e,
BDH), e anol (Me ck, Ca . 971), glice ina (Me ck,
Ca . 4093), glucosa (Me ck, Ca . 8346), saca osa
(Me ck, Ca . 7654). El agua ue pu i icada median-
e una unidad de il ación Millipo e (Mille Q™).
Los lípidos ue on espa cidos sob e la sub ase
p e ia disolución en benceno (Me ck, Ca . 1783).
La al a de ac i idad supe icial de los componen-
es de la sub ase y del benceno usado se ha
comp obado expe imen almen e.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1.
Monocapas de ácido palmí ico.
Monocapas de ácido palmí ico espa cidas
sob e agua desionizada.
Las expe iencias e e idas al ácido palmí ico
como cons i uyen e de la monocapa se inician es-
pa ciendo el lípido sob e agua desionizada. Los
esul ados ob enidos al a ia la empe a u a del
sis ema se ep esen an en la igu a 1. De es as
expe iencias se deduce lo siguien e:
•
1
c:
60
50
40
30
20
10
0
-
-
7
6
*
^
V
^
NX
^
. 1 *^- 1 . 1 1
0.1 0.2 0.3 ®-* A (i«^/«>léc.)
Figu a 1
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po mo-
lécula de ácido palmí ico espa cido sob e agua desioni-
zada.
Tempe a u as. 1: 5°C, 2: 10-15°C, 3: 20°C, 4: 25°C,
5: 30°C, 6: 35°C, 7: 40°C.
* A la meno empe a u a de ope ación (5°C),
la iso e ma egis ada mues a la exis en-
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42 Fase. 5 (1991) 341
cia de una ansición en la es uc u a de la
monocapa de ipo líquido condensado*;^
sólido. Es a ansición se p oduce a la
p esión de 23,4 mN/m y el alo del á ea
molecula , que se deduce po la p olonga-
ción del segmen o ca ac e ís ico de la
es uc u a sólida de la monocapa, es de
0,244 nm^/molécula.
* Al inc emen a se la empe a u a po
enci-
ma de los 5°C se obse an dos hechos que
epe cu en de o ma dis in a sob e las es-
uc u as que adop an las moléculas de la
monocapa:
** En el in e alo comp endido en e 10°C y
20°C la monocapa adquie e una es uc u a
de líquido condensado si
bien,
como
consecuencia posiblemen e de la disolución
del lípido en la sub ase, las iso e mas
egis adas no mues an una incidencia
signi ica i a de la a iable independien e
sob e la solici ud de á ea po las molécu-
las,
aunque sí es obse able una disminu-
ción de la p esión de colapso de la mono-
capa con el ci ado inc emen o de la
em-
pe a u a.
** En el in e alo comp endido en e 30°C y
40°C,
la monocapa p ísee las es uc u as
de líquido condensado y de líquido expan-
dido en unción del alo de la p esión de
comp esión, es la ípica es uc u a in e me-
dia (!) de inida po Ha kins (25). Aunque la
monocapa man iene es a es uc u a expan-
dida,
la p esión de colapso se inc emen a
al aumen a la empe a u a, una ca ac e-
ís ica in e sa a la obse ada a empe a-
u as in e io es. Además, al aumen a el
alo de es a a iable se p oduce una
aslación de las iso e mas egis adas hacia
meno es solici udes de á ea, un hecho cuya
jus i icación más cohe en e ha de a ibui -
se al inc emen o de la solubilidad de las
moléculas de la monocapa en el sen ido de
las empe a u as c ecien es, según las a-
zones expues as en a ículos an e io es (23)
(24).
Monocapas de ácido palmí ico espa cidas
sob e disolución acuosa de e anol
Las monocapas espa cidas sob e una disolu-
ción de e anol a 0,5 mol/L como sub ase ( igu a
2) poseen una es uc u a sólida, independien emen-
e de la empe a u a de ope ación. No obs an e,
la p esión de colapso aumen a sensiblemen e con
el inc emen o de la a iable adqui iendo unos
alo es, a las mayo es empe a u as, supe io es a
los obse ados con el mismo lípido espa cido sob e
agua desionizada. Además, la solubilidad de la
monocapa se inc emen a al aumen a la empe a-
u a en mayo p opo ción como consecuencia de
la p esencia de e anol en la sub ase. Véase que
el á ea po molécula ob enida po ex apolación de
cada iso e ma se educe en un po cen aje que
supe a el 70% al modi ica se la empe a u a desde
5°C has a 40°C ( abla I). Los esul ados ob enidos
pueden se explicados en unción de la exis encia
de in e acciones en la cadena hid oca bonada, que
se aduce en la p esencia de ue es epulsiones
en la monocapa como pa a man ene la es uc u a
sólida independien emen e de la empe a u a (26),
e in e acciones en e el g upo pola del lípido y las
moléculas supe iciales de la disolución alcohóli-
ca,
que se aduce en una modi icación de la
solubilidad del mismo con la empe a u a (27-29).
I
60
50
40
30
20
10
0
• U
m
•
•
W
•
uWWW
s^
, . , 1
0.1 0.2 0.3 0.4 k{m m é a
Figu a 2
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po molé-
cula de ácido palmí ico espa cido sob e disolución acuosa
de e anol a 0.5 mol/L. Tempe a u as. 1: 5°C, 2: 10°C, 3:
15°C,
4: 20°C, 5: 25°C. 6: 30°C, 7: 35°C. 8: 40°C.
Tabla I
P esión de colapso y á ea lími e en unción de la
em-
pe a u a pa a monocapas de ácido palmí ico sob e
disolución de e anol a 0,5 mol/L.
T CO
5
10
I 15
20
25
30
35
40
w^ (mN/in)
28'0
36'2
52'4
54*0
53*5
54*0
55'7
55'5
A^^^
(nmVmoléc.)
0*206
0'200
0*180
- 0*145
0*116
0*091
0*096
0*055
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342 G asas y Acei es
Monocapas de ácido palmí ico espa cidas
sob e disolución acuosa de glice ina
En la igu a 3 se ep esen an las iso e mas
egis adas co espondien es a las comp esiones
de monocapas de ácido palmí ico espa cidas sob e
una disolución acuosa de glice ina a 0,3 mol/L como
sub ase. Desde un pun o de is a cuali a i o puede
a i ma se que, como consecuencia de la p esencia
de las moléculas de glice ina en la sub ase, la
a iación de la empe a u a del sis ema eje ce
una in luencia sob e las in e acciones de las
cadenas hid oca bonadas del lípido en e sí que
es signi ica i amen e supe io a su incidencia sob e
la es abilidad de la monocapa. En e ec o, a pa i
de los esul ados ob enidos se deduce la exis en-
cia de un polimo ismo, unción de la empe a u a
de ope ación, que se mani ies a en la adopción,
po las moléculas que cons i uyen la monocapa,
de una es uc u a líquido condensado que se
ans o ma en sólida as la comp esión, a las
meno es empe a u as (5-10°C). A empe a u as
supe io es las moléculas de la monocapa adquie-
en una con igu ación de líquido expandido, que
se po encia al aumen a la empe a u a. Además,
la unción exis en e en e la p esión de colapso de
la monocapa y la empe a u a es dec ecien e en
el in e alo es udiado, según se expone en la abla
II.
Es os esul ados pueden se la consecuencia
de la exis encia de una ines abilidad de la mono-
capa po disolución de la misma en la sub ase.
Como es sabido, una educción de las ue zas de
cohesión de Van de Waals en e las moléculas de
la monocapa suele aduci se en un descenso de
la p esión de colapso (8) (30) e, incluso, condicio-
na la p opia exis encia de la monocapa (8). Así
pues,
la expansión que se p oduce en la es uc-
u a de la monocapa al aumen a la empe a u a
no se mani ies a en un inc emen o pa alelo de la
solici ud de á ea molecula como consecuencia de
la exis encia de una cie a solubilidad del lípido en
la sub ase, lo que jus i ica que las dis in as iso e -
mas egis adas es én si uadas en el diag ama %-
A de la igu a 3 en una banda es echa.
Tabla
II
P esión de colapso de monocapas de ácido palmí ico
espa cidas sob e disoluciones acuosa de glice ina a 0,3
mol/L.
T (•
5
10
15
20
25
30
35
40
C)
TT^
(mN/m)
5V5
57'5
50
47'6
43
33'7
36*5
39'5
Monocapas de ácido palmí ico espa cidas
sob e disolución acuosa de glucosa
I
60
50
40
30
20
10
0 •
6
__l
M
A
A^
•M
^^^^ *-^ 1
1 ^ ^'ii^ j _J
0.1 0.2 0.3 0.4 A (m /m éc.)
Figu a 3
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po mo-
lécula de ácido palmí ico espa cido sob e disolución
acuosa de glice ina a 0.3 mol/L. Tempe a u as. 1: 5-10°C,
2:
15°C, 3: 20-25°C, 4: 30°C, 5: 35°C, 6: 40°C.
Las monocapas de ácido palmí ico espa cido
sob e unadisolución acuosadeglucosaaO,1 mol/L
p esen an una es uc u a cla amen e expandida,
según se mues a en la igu a 4. Es a es uc u a
expandida se mani ies a incluso a alo es ele a-
dos de la p esión de comp esión, de 40 mN/m a
la empe a u a de 25°C, en las expe iencias ea-
lizadas con es e sis ema. Desde o o pun o de is a,
el inc emen o espe able en la expansión de las
moléculas de la monocapa po aumen o de la
empe a u a se compensa p ác icamen e po el
aumen o de la solubilidad de las mismas. Como
ca ac e ís ica undamen al de es as monocapas
puede des aca se su baja comp esibilidad,
[-(1/A)
(d7c/dA)],
independien emen e del alo de la
empe a u a de ope ación o de la p esión eje cida
sob e las moléculas que la cons i uyen.
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42 Fase. 5 (1991) 343
0.1 0.2 0.3 0.4 A (m'^/wléc.)
Figu a 4.
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po
molécula de ácido palmí ico espa cido sob e disolu-
ción acuosa de glucosa a 0.1 mol/L.
Tempe a u as. 1: 5°C, 2: 10°C, 3: 20°C, 4: 25°C.
Discusión global
Una discusión global de los esul ados ob eni-
dos con monocapas de ácido palmí ico se puede
esumi en los siguien es pun os:
* La empe a u a y la composición de la
sub ase eje cen una in luencia decisi a sob e la
es uc u a de la monocapa:
** Un aumen o de empe a u a p oduce una
expansión en la es uc u a de la monocapa, ma-
ni es ándose ansiciones has a los es ados gaseo-
so o líquido expandido, según sea el solu o de las
disoluciones u ilizadas como sub ases. Es as
an-
siciones siguen el o den indicado en la abla IM.
Tabla III
In e dependencia en e la es uc u a de monocapas de
ácido palmí ico y la empe a u a, en unción de la
composición de la sub ase.
ESTRUCTURA:
DISOLUCIÓN
LA SUBFASE
AUMENTO DE TEMPERATURA
>
SOLIDO --— LIQUIDO -—. LIQUIDO —J c- GASEOSA
CONDENSADO EXPANDIDO
DE <- AGUA DESIONIZADA ->
<- ETAN0L->
< GLICERINA ^>
< GLUCOSA >
Las monocapas espa cidas sob e e anol
cons i uyen una excepción del compo a-
mien o ci ado p e iamen e, obse ándose
la pe sis encia de la es uc u a sólida inde-
pendien emen e de la empe a u a del
sis ema.
** En las monocapas con es uc u as sólida
o de líquido condensado, un aumen o de
empe a u a p oduce un inc emen o en el
alo de la p esión de colapso. En las
monocapas con es uc u as de líquido
expandido o gaseosa se obse a el enó-
meno in e so, excep o en el sis ema con
sub ase de agua desionizada en el cual la
solubilidad de la monocapa .juega un papel
undamen al a las empe a u as medias y
ele adas.
* La empe a u a y la composición de la sub-
ase eje cen una in luencia desigual sob e
la solubilidad de la monocapa:
** En gene al, un aumen o de empe a u a
p oduce un inc emen o de la solubilidad de
la monocapa que es cuan i a i amen e más
impo an e a alo es de la a iable supe-
io es a 20°C.
** En unción de los desplazamien os de las
iso e mas egis adas, como consecuencia
del aumen o dé empe a u a, hacia meno-
es solici udes de á eas, un enómeno que
se ha asociado a la exis encia de disolu-
ción de moléculas de la monocapa, la com-
posición de la sub ase educe la solubili-
dad de la misma en el siguien e o den:
Hp > ETANOL > GLICERINA > GLUCOSA
3.2. MONOCAPAS DE ÁCIDO LÁURICO
El ácido láu ico es el que posee la cadena hi-
d oca bonada lineal con meno núme o de á omos
de ca bono de odos los es udiados en la misma
se ie homologa. Ello aconseja cen a la a ención
de las expe iencias en la es abilidad de la mono-
capa y, en e ec o, a pa i de los es udios p e ios
ealizados con es e lípido, se ha c eído con enien-
e e ec ua su espa cimien o a la meno empe a-
u a de ope ación (5°C).
Monocapas de ácido láu ico espa cidas
sob e agua desionizada
Las expe iencias ealizadas con el ácido
láu-
ico espa cido sob e agua desionizada se
esu-
men en la igu a 5. Las comp esiones de la
monocapa a la empe a u a de 5°C se epi en es
eces, p oduciéndose una aslación de las iso e -
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Licencia C ea i e Commons 3.0 España (by-nc)
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344 G asas y Acei es
mas hacia la zona de meno es eque imien os de
á ea po molécula. Es e hecho pod ía se a ibuido
a la exis encia de un p oceso de disolución de la
monocapa; sin emba go, las iso e mas egis adas
poseen dos ca ac e ís icas cuyos e ec os se pod ían
con adeci con la posible pé dida de moléculas de
solu o desde la supe icie: la monocapa se hace
menos expandida y la p esión de colapso dismi-
nuye al epe i se las comp esiones. Es os son dos
enómenos que es án di ec amen e elacionados
con las in e acciones en e las cadenas hid oca -
bonadas y en e el g upo pola y las moléculas su-
pe iciales de la sub ase (8). Es posible, no
obs an e, que as la p ime a comp esión se haya
p oducido el colapso de la monocapa y que las
di e encias en e las iso e mas co espondien es a
comp esiones sucesi as sean debidas a un p oce-
so de elajación has a la adopción, po las molé-
culas que cons i uyen la monocapa, de una es uc-
u a es able con una " educción" ic icia del á ea
molecula (8).
1
60
50
40
30
20
10
0
1
k A
1 =
i
k.!
0.1 0.2 0.3 0.4 A (m^/aoléc.)
Figu a 5
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po
molécula de ácido láunco^ espa cido sob e agua des-
ionizada.
Tempe a u as. 1: 5°C (1.^ comp esión), 2: 5°C (2.^
comp esión), 3: 5°C (3.^ comp esión), 4: 20°C (1.^
comp esión), 5: 20°C (2.^ comp esión), 6: 40°C.
Las iso e mas egis adas a la empe a u a de
20°C pa ecen con i ma la ausencia de disolución
signi ica i a de la monocapa a la empe a u a de
5°C.
En e ec o, éase que a la empe a u a de
20°C la monocapa posee la misma es uc u a de
líquido condensado, pe o con mayo es eque imien-
os de á ea po molécula. Además, esul a in e e-
san e des aca que du an e la comp esión no se
egis a la ípica in lexión ca ac e ís ica del colap-
so en o os lípidos (8) sino que, supe ado el alo
de 50 mN/m, la p esión se hace independien e del
á ea po molécula de la monocapa.
Pa a p o undiza en es os pun os se ealizan
dis in os ensayos, man eniéndose cons an e la
em-
pe a u a en 20°C.
* Se e ec úa un ensayo comple o de comp e-
sión pe o man eniéndose es á ica la ba e-
a mó il, du an e un pe íodo de un minu o,
en las posiciones co espondien es a un
núme o pa de nanome es cuad ados/
molécula en el alo del á ea ocupada po
las moléculas de la monocapa. Cada ez
que se de iene la ba e a mó il se p oduce
un descenso en el alo de la p esión (K')
que depende de la solici ud de á ea po las
moléculas de la monocapa, según se indica
en la abla IV. Es e descenso en el alo de
la p esión, que es dis in o al que ca ac e-
iza la llegada al pun o de colapso ya que
al einicia la expe iencia el sis ema uel e
a la misma posición de pa ida (8), pa ece
indica que, si se ha p oducido un colapso
p e io a la empe a u a de 5°C, la nue a
es uc u a adqui ida po la monocapa es
es able al menos du an e el pe íodo co es-
pondien e a las expe iencias ealizadas. Es a
iso e ma (cu a 4 en la igu a) se di e encia
de la egis ada con una comp esión
con-
inua de la monocapa po posee una meno
pendien e (cu a 5 en la igu a). Es deci ,
las moléculas que la cons i uyen adquie en
una con igu ación más expandida.
Tabla IV
A (n a^/moléc)
0'24
0'26
0*28
0'30
0'32
0'34
0*36
0*38
0*40
n*
(mN/m)
7'35 1
7'25
7'25
6'5
5*0
3'4
2'5
1'25
0*5
Una pos e io comp esión con un alo de
la elocidad de a ance de la ba e a mó il
mi ad del ijado en expe iencias an e io es
(1'15 cm/min), conduce a un egis o que
se iden i ica con la exis encia de una es-
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uc u a lige amen e más expandida de las
moléculas de la monocapa: los alo es del
á ea molecula co espondien es a las
elocidades de 3'3 y 1'15 cm/min y a la
p esión de 50mN/m son 0'244 y 0'23 nm^/
moléc, espec i amen e.
A la empe a u a de 40°C se ealiza una
p i-
me a comp esión de la monocapa deduciéndose
de la iso e ma co espondien e una es uc u a en
las moléculas más expandida y con mayo es
eque imien os de á ea, si se la compa a con los
egis os a empe a u as in e io es. Al igual que a
es as empe a u as, una ez supe ado el alo de
52 mN/m, la p esión es independien e del á ea
ocupada po las moléculas de la monocapa y la
iso e ma egis ada se hace ho izon al en el in e -
alo comp endido en e 0,24 y 0,05 nm^/moléc.
Finalmen e, y a la misma empe a u a de 40°C,
se p ocede a la ealización de dis in as comp e-
siones a p esión cons an e, ijándose los alo es
de la a iable en dis in os po cen ajes de su alo
máximo o al ca ac e ís ico pa a cada sis ema. Los
esul ados ob enidos se esumen en la Tabla V.
Como es usual en expe iencias con monocapas,
las moléculas de es as adquie en con igu aciones
más condensadas al aumen a la p esión supe i-
cial.
Tabla V
Solici ud de á ea po molécula a 40°C co espondien e
a una monocapa de ácido láu ico espa cida sob e agua
desionizada, en expe iencias ealizadas a p esión cons-
an e.
P esión
: seleccionada
(%P)
30
50
60
80
90
100
P esión
egis ada
(inN/iD)
18'5
29*5
35-75
47*75
53 "75
59'75
P esión o al
equi alen e
(mN/m)
61*6
59*0
59'6
59*7
59'7
59*75
w = 59*9
Solici ud
de á ea
(nn^/moléc.)
0*157
0*146
0*146
0*142
0*133
0*045
Monocapas de ácido láu ico espa cidas
sob e disolución acuosa de ácido cí ico
Las expe iencias p e ias ealizadas con ácido
láu ico espa cido sob e disoluciones acuosas de
e anol y glice ina mues an la al a de es abilidad
de las monocapas, de i ada p esumiblemen e de
la exis encia de disolución de la misma, lo cual
di icul a ex ao dina iamen e abo da su es udio. Se
ha c eído con enien e comple a el es udio con es e
lípido ealizando una se ie de expe iencias espa -
ciendo el lípido sob e una disolución acida, que
impida su ionización en la in e ase. Como al se
han u ilizado una disolución acuosa de ácido cí ico
a 0,1 mol/L. Los esul ados ob enidos, a la
em-
pe a u a de 5°C, se ep esen an en la igu a 6.
Como ca ac e ís icas undamen ales de la mono-
capa se pueden des aca la p ác ica ausencia de
di usión desde la in e ase (las cu as egis adas
as epe idas comp esiones son esencialmen e las
mismas) y la baja comp esibilidad de la monoca-
pa.
Véase que, incluso a bajas empe a u as, las
moléculas de la monocapa adquie en una es uc-
u a al amen e expandida (p ác icamen e coinciden-
e con una es uc u a gaseosa) y con un alo de
la p esión de colapso de 42 mN/m, ap oximada-
men e.
60
50
40
30
20
10
0
^"^^^^^• c^
0.1 0.2 0.3 0.4 A (nsVaBléc.)
Figu a 6
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po
molécula de ácido láu ico espa cido sob e disolución
acuosa de ácido cí ico a 0.1 mol/L.
Tempe a u a: 5°G (nume adas po o den de com-
p esión).
3.3. l /lonocapas de ácido oíeico
El ácido oleico se di e encia de los es udia-
do p e iamen e po la p esencia de un doble enlace
en la cadena hid oca bonada, lo cual puede al e-
a signi ica i amen e las in e acciones en e las
mismas.
Monocapas de ácido oleico espa cidas sob e
agua desionizada
Las expe iencias ealizadas con ácido
olei-
co sob e agua desionizada, cuyos esul ados se
esumen en la ep esen ación de la igu a 7, se
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346 G asas y Acei es
inician espa ciendo las moléculas del lípido a la
empe a u a de 20°C. Es obse able que, indepen-
dien emen e de la empe a u a de ope ación, la
monocapa posee una es uc u a ca ac e ís ica de
líquido expandido. Es deci , las in e acciones en e
las cadenas hid oca bonadas de las moléculas que
cons i uyen la monocapa son p ác icamen e insen-
sibles a las a iaciones de la empe a u a del
sis ema, lo cual puede se lógico, si se iene en
cuen a que con es a con o mación, y como se
deduce de los alo es de á eas molecula es
egis adas, la sepa ación en e las ci adas molé-
culas ha de se signi ica i amen e mayo . Como
consecuencia de ello se puede ex ae una
con-
clusión de in e és p ác ico: las monocapas de ácido
oleico espa cidas sob e agua desionizada se
ca ac e izan po su baja comp esibilidad.
m
I
c:
0.2 0.4 0.6 A (naVaoléc.)
Figu a 7
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po
molécula de ácido oleico espa cido sob e agua desioni-
zada.
Tempe a u as:
1:5°C,
2:10°C, 3:15°C, 4:20°C, 5:25°C,
6: 35°C, 7: 40°C.
Desde o o pun o de is a, es admisible pensa
que el ácido oleico posee, en las condiciones de
expe imen ación, una cie a capacidad de di usión
hacia la sub ase según se deduce de los despla-
zamien os, hacia meno es eque imien os de á ea
molecula , de las iso e mas egis adas a empe-
a u as c ecien es. No obs an e, la pé dida de
moléculas de la monocapa que puede deduci se
de la ep esen ación de la igu a 7 puede se
e ónea al exis i una doble incidencia de la
empe a u a. En e ec o, es obse able que al
modi ica se la empe a u a a la cual se ealiza la
ex ensión de las moléculas de lípido sob e la In-
e ase se p oduce una a iación de la línea base,
según se expone en la Tabla VI. Po lo an o, si
se e ec úa una aslación de las iso e mas, según
los alo es en que se modi ica la línea base, las
di e encias en e ellas quedan signi ica i amen e
educidas, aunque la opinión de exis encia de
ines abilidad en la monocapa, po disolución de
sus moléculas, pe manece siendo álida. Finalmen-
e,
debe indica se la exis encia de una educción
en la p esión de colapso de la monocapa al
aumen a la empe a u a, un enómeno que se ha
obse ado en expe iencias an e io es con o os lí-
pidos,
y se ha asociado a la disolución del mismo
en la sub ase (23) (24).
Tabla VI.
P esión de colapso y educción de p esión a expan-
sión in ini a
(ATCJ,
en monocapas de ácido oleico
espa cidas sob e agua desionizada.
T ("
5
10
15
20
25
35
40
C) TTp (mN/m)
39*5
39*5
39'5
33*0
33'0
31'0
28'4
Ln^
(mN/m)
2
4
4
0
0*5
-0*8
-1'4
Monocapas de ácido oleico espa cidas sob e
disolución acuosa de e anol
Las expe iencias con el ácido oleico se com-
ple an espa ciendo el mismo sob e una disolución
de e anol a 0,5 mol/L. Los esul ados ob enidos se
ep esen an en la igu a 8. Compa adas con las
monocapas del mismo lípido ex endido sob e agua
desionizada, discu idas p e iamen e, la p esencia
de e anol en la sub ase po encia la expansión de
la molécula de la monocapa y su disolución.
3.4. Conside aciones de ca ác e p ác ico
Median e las iso e mas %-A de una monocapa
es posible ex ae in o mación sob e dos ca ac e-
ís icas de la misma de impo ancia desde un pun o
de is a de aplicación de es as sus ancias como
es abilizado as de emulsiones. Es as ca ac e ís i-
cas son la solubilidad y la es uc u a que adop an
las moléculas en la película in e acial, las cuales
se pueden op imiza en unción de la composición
de la sub ase, de las moléculas que cons i uyen
la monocapa y de la empe a u a.
La solubilidad de una monocapa de un emul-
sionan e alimen a io puede es ablece la acción
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42 Fase. 5 (1991) 347
0.2 0.4 O.i A (M^/Miléc.)
Figu a 8.
Iso e mas de comp esión p esión supe icial-á ea po
molécula de ácido olelco espa cido sob e disolución
acuosa de e anol a 0.5 mol/L.
Tempe a u as: 1: 5°C (P ime a comp esión), 2: 5°C
(Segunda comp esión), 3: 10°C, 4: 25°C.
de las can idades pe mi idas del mismo en una
o mulación alimen a ia que es e icaz en el p oce-
so.
La es abilidad de una monocapa de ácido g aso
se puede inc emen a , en gene al, si: a) Aumen a
la longi ud de la cadena hid oca bonada del ácido
g aso o exis en insa u aciones en la misma, b)
Disminuye la empe a u a del sis ema, c) Disminu-
ye el núme o de g upos alcohólicos en la molécula
de solu o que cons i uye la sub ase, d) Disminu-
ye,
pa a un mismo solu o, su concen ación, en la
sub ase.
La es uc u a de la monocapa o ece una in-
o mación aliosa pa a la aplicación de un adi i o
alimen a io, po su elación con la es uc u a que
adop a en el seno de la ase y con las ca ac e-
ís icas eológicas y comp esibilidad de la mono-
capa.
Es os ac o es inciden du an e las e apas
del p ocesado del alimen o y sob e las p opieda-
des del p oduc o inal. Según las expe iencias
ealizadas, las monocapas de ácidos g asos
espa cidas sob e medios acuosos que con ienen
g upos alcohólicos p esen an un polimo ismo
es uc u al que se mani ies a median e las siguien-
es ansiciones de ases:
SOLIDA -^ LIQUIDACONDENSADA-^
-^LIQUIDA EXPANDIDA -> GASEOSA.
En gene al, los mismos ac o es que hacen
disminui la es abilidad de la monocapa pueden
a o ece las ansiciones de ases en el o den in-
dicado.
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