COACERVAREA

PROFESOR INDRUMATOR: PROF. DR. ING. DIMA STEFANSTUDENT: VLAD CORINA

DEFINIREA TERMENULUI DE COACERVARE

Bioincapsularea beneficiaza de principiile fundamentale ale incapsularii si implica invelirea efectiva a unei forme vii intr-o membrana care este inerta, netoxica pentru celula, si stabila la conditiile interioare ale reactiilor biochimice precum agitarea.

Microcapsula este o capsula mica, iar procedura de preparare a acesteia este numita microincapsulare.

Aceasta poate incorpora diferite tipuri de forme materiale pentru a suplimenta functiile secundare si/sau pentru a compensa in diferite conditii de mediu.

Coacervarea este o metoda fizico-chimica de microincapsulare.

Termenul de coacervare provine de la cuvantul latin “cuacervus” care inseamna“gramada” sau “teanc”.

Coacervarea reprezinta procesul de formare a unor agregate macromoleculare

ca urmare a separarii de faza ce are loc intr-o solutie omogena de polimer, la adaugarea

unui nesolvent.

Coacervarea se prezinta sub doua forme:

► coacervarea simpla

► coacervarea complexa

Coacervarea simpla are loc ca rezultat al interactiunii dintre solutia unui

polimer si a substantei micromoleculare (medicamentoase).

Coacervarea prin interactiunea dintre doi polimeri se numeste compusa sau

complexa.

In prezent procedeul coacervarii compusilor macromoleculari este considerat

ca formarea unui sistem bifazic in urma stratificarii.

COACERVAREA SIMPLA

In coacervarea simpla, coacervatele se obtin prin adaugarea unui agent de

coacervare peste o dispersie apoasa a unui biopolimer.

Agentul de coacervare actioneaza ca un nesolvent pentru biopolimer.

Coacervatele formate se absorb la suprafata picaturilor de ulei in care se afla

componentul activ.

Pentru formarea peretelui microcapsulei se adauga un agent de reticulare

(aldehida glutarica, taninuri, etc).

Prin coacervare simpla se pot incapsula substante medicamentoase solide,

insolubile in apa (sulfanilamide, antibiotice etc).

Procesul formarii microcapsulelor prin coacervarea simpla decurge inurmatoarele faze:

a - dispersia substantei medicamentoase 1 in solutia polimerului 2; b - coacervarea - formarea in solutie a fazelor cu un continut mai mic si mai mare de polimer; c - "margele" formate din micropicaturi de coacervat pe suprafata picaturilor de ulei; d - unirea microcapsulelor coacervatului si formarea microcapsulelor.

In figura urmatoare este prezentata coacervarea simpla a chitozanului care se realizeaza astfel:

► se introduc 100 ml de solutie de chitozan 0.75 % in acid acetic 1 %, pH=5

(adeziv in emulsie, 75 ml).

► intretinearea agitarii magnetice timp de doua ore prin adaugarea de soda

calcinata.

► precipitarea chitozanului in preajma picaturii de ulei.

► microcapsulele pot apoi fi recuperate prin decantare si prin filtrare.

COACERVAREA COMPLEXA

Coacervarea complexa se refera la separarea fazelor de un precipitat lichid, sau

faza in care soluţiile a doi coloizi hidrofili sunt amestecate in conditii adecvate.

Ea se poate aplica la o arie foarte larga de componente: compusi de aroma, vitamine, fitosteroli, coloranti, substante medicamentoase, etc.

Prin coacervarea complexa se obtin microcapsule simple, mononucleare cu diametrul de 30 – 800 µm si un continut de substanta incapsulata de 80 – 90 %.

Pastrate in conditii de umiditate de peste 70 % capsulele se umfla si permit eliberarea substantei incapsulate.

Coacervarea compusa este insotita de actiunea dintre incarcaturile pozitive si negative a doi polimeri si este initiata de obicei de schimbul de pH.

Un exemplu de microincapsulare prin coacervare complexa este formarea spumei de ciment : ► A - macroanionul (rosu) si macrocationul (albastru), pH-ul=5. Ionii de magneziu si calciu sunt pompati in neutralizarea excesului de polianion.

► B - neutralizarea conduce la separarea de faza a coacervatului (CO) din solutia de echilibru (E). Coacervatul (CO) este un amestec imbogatit de anion, cation si ion de magneziu. Ambele faze sunt fluide, desi coacervatul (CO) este vascos.

► C - ca volum coacervatul (CO) se mareste (se accentueaza), mai multe vacuole din solutia de echilibru (E) formeaza coacervatul (CO) si are loc difuziunea solutiei de echilibru (E).

► D - la pH-ul 8 interactiunea electrostatica intre ionii de magneziu si calciu cu grupurile de fosfat devine ionica din cauza solubilitatii mici si a cresterii vascozitatii coacervatului (CO).

► E - oxidarea DOPA la chinona conduce la solidificarea cimentului prin cross- linking.

COACERVATELE

Un coacervat este o picatura mica sferica de molecule organice asortate care sunt detinute impreuna de fortele hidrofobe de la un lichid care le inconjoara.

Coacervatul reprezinta un ansamblu de macromolecule, cum ar fi proteinele, lipidele, acizii nucleici care formeaza o unitate coloidala stabila cu proprietati care seamana cu materia vie.

Multe sunt acoperite cu o membrana lipidica si contin enzime care sunt capabile de conversie cum ar fi substante ca glucoza in molecule mai complexe, cum ar fi

amidonul.

Coacervatele au marimi cuprinse intre 1 si peste 100 micrometri, au proprietati osmotice si se formeaza in mod spontan de la anumite solutii organice diluate.

Figura 1: Coacervate Figura 2: Coacervate

Figura 3: Picaturi decoacervat Figura 4: Polimerizarea in interiorul unei

picaturi de coacervat

CONCLUZII

► Coacervarea este o metoda fizico-chimica de microincapsulare si reprezinta

procesul de formare a unor agregate macromoleculare ca urmare a separarii de faza ce

are loc intr-o solutie omogena de polimer, la adaugarea unui nesolvent.

► Coacervarea se prezinta sub doua forme: coacervarea simpla si coacervarea

complexa.

► Prin coacervare simpla se pot incapsula substante medicamentoase solide,

insolubile in apa (sulfanilamide, antibiotice etc).

► Coacervarea complexa se poate aplica la o arie foarte larga de componente:

compusi de aroma, vitamine, fitosteroli, coloranti, substante medicamentoase, etc.

► Un coacervat este o picatura mica sferica de molecule organice asortate care

sunt detinute impreuna de fortele hidrofobe de la un lichid care le inconjoara.