UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE ......iii UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE QUÍMICA CONSTANCIA DE APROBACIÓN DEL TUTOR Yo, Pablo

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

CARRERA DE QUÍMICA

Desarrollo y caracterización de una emulsión tipo O/W utilizando triglicéridos de

cadena media y larga con posible uso en nutrición parenteral.

Trabajo de titulación presentado como requisito previo a la obtención del

Título de: Química

Autora: Andrea Brigette Bolaños Jami

[email protected]

Tutor: Dr. Pablo Mauricio Bonilla Valladares, PhD

[email protected]

DMQ, Febrero 2019

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CARRERA DE QUÍMICA

DERECHOS DE AUTOR

Yo, Andrea Brigette Bolaños Jami en calidad de autor y titular de los derechos morales y

patrimoniales del trabajo de titulación: “Desarrollo y caracterización de una emulsión tipo

O/W utilizando triglicéridos de cadena media y larga con posible uso en nutrición

parenteral”, modalidad proyecto de investigación, de conformidad con el Art. 114 del

CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,

CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del Ecuador

una licencia gratuita, intransferible y exclusiva para el uso no comercial de la obra, con fines

estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de autor sobre la obra,

establecidos en la normativa citada.

Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y

publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo

dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de

expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por

cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad de

toda responsabilidad.

Andrea Brigette Bolaños Jami

1722864251

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CARRERA DE QUÍMICA

CONSTANCIA DE APROBACIÓN DEL TUTOR

Yo, Pablo Mauricio Bonilla Valladares, en calidad de tutor del trabajo de investigación

titulado: “Desarrollo y caracterización de una emulsión tipo O/W utilizando triglicéridos de

cadena media y larga con posible uso en nutrición parenteral” elaborado por la estudiante

Andrea Brigette Bolaños Jami con C.I. 1722864251 de la Carrera de Química, Facultad de

Ciencias Químicas de la Universidad Central del Ecuador, considero que este trabajo reúne

los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico y en el campo epistemológico,

por lo que lo APRUEBO, a fin de que sea sometido a la evaluación por parte del tribunal

calificador que se designe.

En la ciudad de Quito, a los 28 días del mes de enero de 2019.

Dr. Pablo Mauricio Bonilla Valladares, PhD

CI. 1709888240

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CARRERA DE QUÍMICA

CONSTANCIA DE APROBACIÓN DEL TRABAJO FINAL POR EL TRIBUNAL

El Tribunal constituido por: Dr. Milton Henry Villacís García y Quim. Ramiro Ernesto

Acosta Sandoval, luego de revisar el trabajo de titulación, modalidad proyecto de

investigación titulado: “Desarrollo y caracterización de una emulsión tipo O/W utilizando

triglicéridos de cadena media y larga con posible uso en nutrición parenteral”, previo a la

obtención del título de Químico(a) presentado por la señorita Andrea Brigette Bolaños Jami

con CI. 1722864251, APRUEBA el trabajo presentado.

Para constancia de lo actuado firman:

Dr. Milton Henry Villacís García, PhD Quim. Ramiro Ernesto Acosta Sandoval

CI. 1714592365 CI. 1707810691

Dr. Pablo Mauricio Bonilla Valladares, PhD

CI. 1709888240

v

LUGAR DONDE SE REALIZÓ LA INVESTIGACIÓN

El presente trabajo se realizó en las instalaciones del LABORATORIO DE

NANOESTRUCTURAS del Instituto de Investigación y Posgrado de la Facultad de Ciencias

Químicas de la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR.

vi

Dedicatoria

Dedico este trabajo a mis padres

que con su amor, esfuerzo y sacrificio

me han apoyado incondicionalmente,

siempre serán mi más grande admiración

y un ejemplo de superación.

vii

Agradecimientos

Agradezco, a Dios que me ha dado salud, vida y una familia unida; a mis padres, Nelly y

Edmundo, que con la bendición de Dios han sabido guiarme en cada una de las etapas de mi

vida tanto personal como académica; siempre inculcándome valores de perseverancia y

responsabilidad en todo lo que me he propuesto; siendo el pilar fundamental para mi buen

desarrollo, gracias a ellos he culminado con existo mis estudios de pregrado.

A mi tutor, Dr. Pablo Bonilla por bridarme su valioso conocimiento científico, apoyo y

confianza que me permitieron culminar con éxito este trabajo, mi sincero agradecimiento por

compartir su tiempo y colaboración.

A mis compañeros y amigos quienes han sido parte fundamental de mi vida a lo largo de toda

la carrera con quienes he compartido momentos muy gratos.

viii

Índice de Contenido

Introducción ............................................................................................................................................ 1

Capítulo I ................................................................................................................................................ 3

1. El Problema ........................................................................................................................................ 3

1.1 Planteamiento del problema .............................................................................................................. 3

1.2 Formulación del problema ................................................................................................................ 5

1.3 Preguntas directrices o de investigación ........................................................................................... 6

1.4 Objetivos de investigación ................................................................................................................ 6

1.4.1 Objetivo general. ............................................................................................................................ 6

1.4.2 Objetivos específicos. .................................................................................................................... 6

1.5 Justificación e importancia................................................................................................................ 7

Capítulo II ............................................................................................................................................... 8

2. Fundamentación teórica ...................................................................................................................... 8

2.1 Antecedentes de la investigación ...................................................................................................... 8

2.2 Fundamento teórico ........................................................................................................................ 10

2.2.1 Nutrición Parenteral. .................................................................................................................... 10

2.2.2 Sistemas dispersos ....................................................................................................................... 10

2.2.3 Emulsiones ................................................................................................................................... 11

2.2.4 Emulsiones parenterales o lipídicas ............................................................................................. 12

2.2.5 Componentes de una emulsión parenteral.................................................................................... 13

2.2.5.1 Fase oleosa. ............................................................................................................................... 13

2.2.5.2 Fase acuosa ............................................................................................................................... 14

2.2.6 Agentes surfactantes. ................................................................................................................... 14

2.2.6.1 Surfactantes no-iónicos ............................................................................................................. 15

2.2.6.2 Surfactantes catiónicos .............................................................................................................. 15

2.2.6.3 Surfactantes aniónicos .............................................................................................................. 16

2.2.6.4 Surfactantes anfóteros ............................................................................................................... 16

2.2.6.5 Balance Hidrofílico-lipofílico (BHL). ...................................................................................... 17

2.2.7 Concentración micelar crítica (CMC). ......................................................................................... 19

2.2.7.1 Métodos para determinar la concentración micelar crítica (CMC) ........................................... 20

2.2.8 Métodos para la formación de emulsiones. .................................................................................. 22

2.2.8.1 Métodos de baja energía ........................................................................................................... 22

2.2.8.2 Métodos de alta energía ............................................................................................................ 25

2.2.9 Propiedades fisicoquímicas de las emulsiones parenterales ........................................................ 25

2.2.9.1 Tamaño de gota y distribución de tamaño de gota. ................................................................... 25

2.2.9.2 Efectos del pH ........................................................................................................................... 27

ix

2.2.9.3 Efectos del potencial zeta .......................................................................................................... 28

2.2.9.4 Propiedades viscosimétricas ..................................................................................................... 28

2.2.9.5 Poder calórico ........................................................................................................................... 31

2.2.9.6 Osmolaridad .............................................................................................................................. 32

2.2.9.7 Tipo de emulsión ....................................................................................................................... 34

2.2.10 Estabilidad y procesos de desestabilización en una emulsión. ................................................... 35

2.3 Fundamentación legal ..................................................................................................................... 36

2.3.1 Ley Orgánica de Salud: Ley 67, Registro Oficial Suplemento 423 de 22 de diciembre del 2006.

.............................................................................................................................................................. 36

2.3.2 Constitución del Ecuador 2008: Registro Oficial 449, Ultima Reforma: 13-jul-2011. Título VII:

Régimen del Buen Vivir. ...................................................................................................................... 37

2.4 Hipótesis ......................................................................................................................................... 38

2.4.5 Hipótesis de trabajo (Hi). ............................................................................................................. 38

2.4.5 Hipótesis nula (Ho). ..................................................................................................................... 38

2.5 Sistema de Variables ....................................................................................................................... 38

2.5.1 Variables independientes ............................................................................................................. 38

2.5.2 Variables dependientes. ............................................................................................................... 39

Capítulo III ............................................................................................................................................ 41

3. Marco Metodológico ......................................................................................................................... 41

3.1 Diseño de la investigación .............................................................................................................. 41

3.2 Población y muestra ........................................................................................................................ 41

3.3 Métodos y Materiales ...................................................................................................................... 41

3.3.1.1 Etapa 1: Caracterización del aceite de coco y aceite de soya.................................................... 41

3.3.1.2 Etapa 1: Síntesis y caracterización del oleato de sodio ............................................................. 42

3.3.1.3 Etapa 2: Formulación y estabilidad de las emulsiones .............................................................. 42

3.3.1.4 Etapa 3: Caracterización y comparación de las emulsiones ...................................................... 44

3.3.2 Materiales, reactivos y equipos .................................................................................................... 45

3.3.2.1 Materiales de laboratorio .......................................................................................................... 45

3.3.2.2 Equipos ..................................................................................................................................... 45

3.3.2.3 Reactivos ................................................................................................................................... 46

3.4 Diseño experimental ....................................................................................................................... 46

3.4.1 Etapa 1: Análisis preliminares ..................................................................................................... 47

3.4.2 Etapa 2: Formación y estabilidad de las emulsiones .................................................................... 47

3.4.2.1 Efectos del contenido de fase oleosa y mecanismos de agitación de alta energía .................... 47

3.4.2.2 Efectos de la esterilización ........................................................................................................ 48

3.4.2.3 Efectos de la temperatura de almacenamiento .......................................................................... 49

3.4.3 Etapa 3: Caracterización y comparación de las emulsiones ......................................................... 50

3.5.1 Efectos del contenido de fase oleosa y mecanismos de agitación de alta energía ....................... 51

x

3.5.2 Efectos de la esterilización ........................................................................................................... 51

3.5.3 Efectos de la temperatura de almacenamiento ............................................................................. 52

3.5 Técnicas de análisis e interpretación de resultados ......................................................................... 52

3.5.1 Pruebas de hipótesis ..................................................................................................................... 52

3.6 Técnicas de análisis e instrumentos de recolección de datos (IRD) ............................................... 54

4.1 Análisis preliminar: Caracterización de aceite de coco y aceite de soya. ....................................... 55

4.2 Análisis preliminar: Síntesis y caracterización del oleato de sodio ................................................ 57

4.3 Formulación y estabilidad de las emulsiones .................................................................................. 60

4.3.1 Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía.............................. 60

4.3.1.1 Tamaño de gota ......................................................................................................................... 60

4.3.1.2 Formación de capa cremada ...................................................................................................... 65

4.3.2 Efectos de la esterilización ........................................................................................................... 73

4.3.2.1 Tamaño de gota ......................................................................................................................... 73

4.3.2.2 pH .............................................................................................................................................. 77

4.3.2.2 Potencial Zeta ............................................................................................................................ 81

4.3.3 Efectos de la temperatura de almacenamiento ............................................................................. 88

4.3.3.1 Emulsión comercial al 10%p/p ................................................................................................. 89

4.3.3.2 Emulsión comercial al 20%p/p ................................................................................................. 91

4.3.3.3 Diseño experimental ................................................................................................................. 93

4.4 Caracterización y comparación de las emulsiones .......................................................................... 97

4.4.1 Viscosidad .................................................................................................................................... 97

4.4.2 Poder calórico .............................................................................................................................. 98

4.4.3 Osmolaridad ................................................................................................................................. 99

4.4.4 Pruebas con mezcla de aminoácidos en solución ....................................................................... 100

Capítulo V ........................................................................................................................................... 101

Conclusiones y Recomendaciones ...................................................................................................... 101

5.1 Conclusiones. ................................................................................................................................ 101

5.2 Recomendaciones. ........................................................................................................................ 103

Bibliografía ......................................................................................................................................... 104

xi

Índice de Figuras

Figura 1: Tipos de emulsiones: emulsión O/W, emulsión W/O, emulsiones múltiples (W/O)/W

emulsiones múltiples (O/W)/O. ............................................................................................................ 11

Figura 2: Surfactantes no-iónicos, aniónicos y catiónicos. ................................................................... 15

Figura 3: Formulas estructurales generales para fosfolípidos. .............................................................. 17

Figura 4: Relación entre la conductividad específica (L) y c para determinar la CMC. ....................... 20

Figura 5: Relación entre la presión osmótica (π) y c para determinar la CMC. .................................... 21

Figura 6: Relación entre la tensión superficial (γ) y c para determinar la CMC. .................................. 21

Figura 7: Procesos de formación de una emulsión mediante métodos de baja energía. ....................... 22

Figura 8: Método de temperatura de inversión de fases (PIT). ............................................................. 23

Figura 9: Método HIPR: (1) Emulsión O/W con tamaño de gota grande, (2) Emulsión O/W de alto

contenido de fase interna con tamaño de gota pequeño y (3) Emulsión O/W diluida con tamaño de

gota pequeño. ........................................................................................................................................ 24

Figura 10: Representación esquemática del proceso de emulsificación por inversión de fases. .......... 24

Figura 11: Efecto del tipo de equipo sobre el tamaño de gota promedio en la emulsificación por

dispersión. ............................................................................................................................................. 25

Figura 12: Histograma de distribución de tamaño de gota en una emulsión Lipofundin® 20%. ......... 26

Figura 13: Histogramas con diferentes distribuciones de tamaño de gota. ........................................... 26

Figura 14: Representación gráfica de la variación del potencial zeta en función del pH. .................... 28

Figura 15: Variación de la viscosidad relativa de una dispersión en función del contenido de fase

interna. .................................................................................................................................................. 29

Figura 16: Bomba calorimétrica. .......................................................................................................... 31

Figura 17: Importancia clínica de la osmolaridad en sustancias inyectables. ....................................... 33

Figura 18: Mecanismos de desestabilización de emulsiones. ............................................................... 35

Figura 19: Cromatograma de aceite de coco obtenido experimentalmente mediante cromatografía de

gases. ..................................................................................................................................................... 56

Figura 20: Cromatograma de aceite de soya obtenido experimentalmente mediante cromatografía de

gases. ..................................................................................................................................................... 57

Figura 21: Espectro infrarrojo experimental del ácido oleico. .............................................................. 58

Figura 22: Espectro infrarrojo experimental del oleato de sodio. ......................................................... 58

Figura 23: Espectro infrarrojo teórico del oleato de sodio. ................................................................... 59

Figura 24: Resultados de formación de capa cremada para emulsiones al 10 y 20%p/p con

homogeneizador y ultraturrax® después de 100 días. .......................................................................... 72

Figura 25: Demostración gráfica del mecanismo de agitación del homogeneizador. ........................... 72

Figura 26: Emulsiones comerciales almacenadas a 5 y 40ºC y emulsiones experimentales almacenadas

a 40°C durante cinco meses. ................................................................................................................. 96

xii

Índice de Tablas

Tabla 1: Ecuaciones para estimar la energía y requisitos en pacientes hospitalizados. .......................... 4

Tabla 2: Datos sobre emulsiones parenterales comercializadas en el Ecuador. ...................................... 5

Tabla 3: Clasificación de los sistemas dispersos................................................................................... 10

Tabla 4: Comparación de macroemulsiones, nanoemulsiones y microemulsiones. ............................. 11

Tabla 5: Emulsiones lipídicas comercializadas (por 1000ml) .............................................................. 12

Tabla 6: Composición porcentual de ácidos grasos presentes en el aceite de coco. ............................. 13

Tabla 7: Composición porcentual de ácidos grasos presentes en el aceite de soya. ............................. 14

Tabla 8: Composición de las lecitinas de soya y huevo no purificadas ................................................ 17

Tabla 9: Coeficientes de BHL de sustancias surfactantes. .................................................................... 18

Tabla 10: Valores de las constantes a y b para determinar la CMC en surfactantes con cadenas

alquílicas. .............................................................................................................................................. 19

Tabla 11: Viscosidad de varios líquidos tabuladas a 20ºC. ................................................................... 30

Tabla 12: Matriz del diseño experimental para tamaño de gota y formación de capa cremada. .......... 48

Tabla 13: Matriz del diseño experimental para tamaño de gota, potencial zeta y pH........................... 49

Tabla 14: Matriz del diseño experimental para tamaño de gota, potencial zeta y pH........................... 50

Tabla 15: Operacionalización de variables del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta

energía. .................................................................................................................................................. 51

Tabla 16: Operacionalización de variables de los efectos de la esterilización. ..................................... 51

Tabla 17: Operacionalización de variables de los efectos de la temperatura de almacenamiento. ....... 52

Tabla 18: Comparación del perfil lipídico del aceite de coco. .............................................................. 55

Tabla 19: Comparación del perfil lipídico del aceite de soya. .............................................................. 56

Tabla 20: Condiciones experimentales para la formación del oleato de sodio ..................................... 57

Tabla 21: Datos de curva de concentración micelar crítica .................................................................. 59

Tabla 22: Incremento del tamaño de gota por la influencia de los factores. ......................................... 60

Tabla 23: ANOVA, modelo lineal general para tamaño de gota. ......................................................... 62

Tabla 24: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para tamaño de gota. ....................... 62

Tabla 25: Interacciones entre contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía para el

tamaño de gota. ..................................................................................................................................... 64

Tabla 26: ANOVA, modelo lineal general para formación de capa cremada. ...................................... 66

Tabla 27: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para formación de capa cremada. .... 67

Tabla 28: Vista microscópica de las emulsiones (resolución 40x) ....................................................... 69


Tabla 30: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para tamaño de gota. ....................... 74

Tabla 31: ANOVA, modelo lineal general para pH. ............................................................................. 78

Tabla 32: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para pH. ........................................... 78

Tabla 33: ANOVA, modelo lineal general para potencial zeta. ........................................................... 82

Tabla 34: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para potencial zeta. .......................... 82

Tabla 35: Determinación del tipo de emulsión en el día 1 y 100. ......................................................... 85

Tabla 36: Valores medios de pH y potencial zeta de las muestras entre el día 1 y 100. ....................... 87

xiii

Tabla 37: Resultados de pH para las muestras de control esterilizadas, muestras comerciales y USP 41

.............................................................................................................................................................. 88

Tabla 38: Coeficientes del modelo lineal general para emulsión comercial al 10%p/p........................ 90

Tabla 39: Tamaño de gota en nanómetros para emulsión comercial al 10%p/p. .................................. 90

Tabla 40: Coeficientes del modelo lineal general para emulsión comercial al 20%p/p........................ 92

Tabla 42: Tamaño de gota en nanómetros para emulsión comercial al 20%p/p. .................................. 92


Tabla 43: Análisis de varianza de tres factores y una covariable para tamaño de gota. ....................... 94

Tabla 44: Valores medios del tamaño de gota para emulsiones experimentales entre el día 1 y 100. .. 97

Tabla 45: Resultados experimentales de viscosidad dinámica (cP) para las emulsiones. ..................... 97

Tabla 46: Comparación de valor calórico de emulsiones (kcal/L) ....................................................... 98

Tabla 47: Valores experimentales de osmolaridad en mOsmol/L. ....................................................... 99

Tabla 48: Límites de osmolaridad permitidos para administración parenteral. .................................... 99

Tabla 49: Potencial zeta de emulsiones comerciales y experimentales combinadas con una mezcla de

aminoácidos en solución. .................................................................................................................... 100

xiv

Índice de Gráficas

Gráfica 1: Extrapolación gráfica de la tensión superficial vs. concentración de oleato de sodio. ........ 60

Gráfica 2: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para tamaño de gota. ......................... 61

Gráfica 3: Histograma de distribución normal del tamaño de gota....................................................... 61

Gráfica 4: Diagrama de barras de error del tamaño de gota para la comparación de medias entre el

contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor B bloqueado ........................................... 63

Gráfica 5: Diagrama de barras de error del tamaño de gota para la comparación de medias entre los

métodos de agitación de alta energía y el tiempo de mediciones. Factor C bloqueado. ....................... 64

Gráfica 6: Diagrama de barras de error del tamaño de gota para la comparación de medias de los

factores ABC. ........................................................................................................................................ 65

Gráfica 7: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para formación de capa cremada ....... 66

Gráfica 8: Histograma de distribución normal de formación de capa cremada .................................... 66

Gráfica 9: Diagrama de barras de error de la formación de capa cremada para la comparación de

medias entre el contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor B bloqueado. ................. 68


medias entre los métodos de agitación de alta energía y el tiempo de mediciones. Factor C bloqueado.

.............................................................................................................................................................. 68


medias de los factores ABC. ................................................................................................................. 69

Gráfica 12: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota..................... 73

Gráfica 13: Histograma de distribución normal del tamaño de gota .................................................... 73

Gráfica 14: Diagrama de barras de error para la comparación de medias del tamaño de gota entre el

contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor D boqueado. ........................................... 75

Gráfica 15: Diagrama de barras de error para la comparación de medias del tamaño de gota entre el

contenido de fase oleosa y los tratamientos de esterilización. Factor C bloqueado. ............................. 76

Gráfica 16: Diagrama de barras de error del tamaño de gota para la comparación de medias entre los

factores ADC. ....................................................................................................................................... 76

Gráfica 17: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para pH. ........................................... 77

Gráfica 18: Histograma de distribución normal del pH ........................................................................ 77

Gráfica 19: Diagrama de barras de error del pH para la comparación de medias entre el contenido de

fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor D boqueado. ................................................................ 79

Gráfica 20: Diagrama de barras de error del pH para la comparación de medias entre el contenido de

fase oleosa y los tratamientos de esterilización. Factor C bloqueado. .................................................. 80

Gráfica 21: Diagrama de barras de error del pH para la comparación de medias entre los factores

ADC. ..................................................................................................................................................... 80

Gráfica 22: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el potencial zeta. ...................... 81

Gráfica 23: Histograma de distribución normal del potencial zeta. ...................................................... 81

Gráfica 24: Diagrama de barras de error del potencial zeta para la comparación de medias entre el

contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor D boqueado. ........................................... 83

Gráfica 25: Diagrama de barras de error del potencial zeta para la comparación de medias entre el

contenido de fase oleosa y los tratamientos de esterilización. Factor C bloqueado. ............................. 84

xv

Gráfica 26: Diagrama de barras del error del potencial zeta para la comparación de medias entre los

factores ADC. ....................................................................................................................................... 84

Gráfica 27: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota de la emulsión

comercial al 10%p/p. ............................................................................................................................ 89

Gráfica 28: Histograma de distribución normal del tamaño de gota de la emulsión comercial al

10%p/p. ................................................................................................................................................. 90

Gráfica 29: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota de la emulsión

comercial al 20%p/p. ............................................................................................................................ 91

Gráfica 30: Histograma de distribución normal del tamaño de gota de la emulsión comercial al

20%p/p. ................................................................................................................................................. 91

Gráfica 31: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota..................... 93

Gráfica 32: Histograma de distribución normal del tamaño de gota..................................................... 93

Gráfica 33: Diagrama de barras de error para la comparación de medias del tamaño de gota entre los

factores AET. ........................................................................................................................................ 95

Gráfica 34: Diagrama para la comparación de medias del tamaño de gota entre los factores AET en

función del tiempo de mediciones. ....................................................................................................... 96

Gráfica 35: Comparación de la media de la viscosidad dinámica para las emulsiones comerciales y

experimentales. ..................................................................................................................................... 98

xvi

Índice de Anexos

Anexo A. Árbol de problemas ............................................................................................................ 108

Anexo B. Categorización de variables ................................................................................................ 109

Anexo C. Instrumento de recolección de datos .................................................................................. 110

Anexo D. Datos del cromatograma de gases obtenido para el aceite de coco. ................................... 111

Anexo E. Datos del cromatograma de gases obtenido para el aceite de coco. .................................... 112

Anexo F. Gráficos de tensión superficial vs. tiempo obtenidos en el Tensiómetro Kruss. ................. 113

Anexo G. Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía: Matriz de

experimentación para tamaño de gota. ................................................................................................ 116

Anexo H. Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía: Matriz de

experimentación para formación de capa cremada. ............................................................................ 118

Anexo I. Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía: Datos del índice

de polidispersión para tamaño de gota. ............................................................................................... 120

Anexo J. Efectos de la esterilización: Matriz de experimentación para tamaño de gota .................... 122

Anexo K. Efectos de la esterilización: Matriz de experimentación para pH ...................................... 124

Anexo L. Efectos de la esterilización: Matriz de experimentación para potencial zeta ...................... 126

Anexo M. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Matriz para regresión del modelo lineal

general para emulsión comercial al 10%p/p. ...................................................................................... 127

Anexo N. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Matriz para regresión del modelo lineal

general para emulsión comercial al 20%p/p. ...................................................................................... 128

Anexo O. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Datos de tamaño de gota para emulsiones

experimentales al 10 y 20% p/p. ......................................................................................................... 129

Anexo P. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Matriz de experimentación para el tamaño de

gota. ..................................................................................................................................................... 130

Anexo Q. Datos experimentales para la determinación de la viscosidad dinámica mediante

viscosímetro de Oswalt ....................................................................................................................... 131

Anexo R. Datos experimentales para la determinación del poder calórico mediante bomba

calorimétrica. ...................................................................................................................................... 133

xvii



CARRERA DE QUÍMICA

Desarrollo y caracterización de una emulsión tipo O/W utilizando triglicéridos de

cadena media y larga con posible uso en nutrición parenteral.

Autor: Andrea Bolaños

Tutor: Dr. Pablo Bonilla, PhD

Resumen

El presente estudio se enfoca en el desarrollo y caracterización de una emulsión tipo O/W con

aplicaciones farmacéuticas debido al alto contenido de triglicéridos de cadena media y larga.

Con el propósito de evaluar la estabilidad y el comportamiento de las emulsiones el estudio

constó de tres etapas. En la primera etapa se caracterizó al aceite de coco y aceite de soya

mediante cromatografía de gases, evaluando así el contenido de TCM (triglicéridos de cadena

media) y TCL (triglicéridos de cadena larga); además el oleato de sodio utilizado como

tensioactivo en la formulación se sintetizó a partir de ácido oleico e hidróxido de sodio dando

como resultado un rendimiento de 81,90%, el mismo que se caracterizó mediante

espectrofotometría infrarroja y concentración micelar crítica (CMC) comprobando su validez

como tensioactivo. En la segunda etapa se evaluó el tamaño de gota y formación de capa

cremada mediante los efectos causados por dos métodos de agitación de alta energía:

agitación por alto cizallamiento (homogeneizador) y agitación por bajo cizallamiento

(ultraturrax®), el contenido de fase oleosa al 10 y 20%p/p y el tiempo de mediciones,

obteniendo los mejores resultados con agitación por alto cizallamiento para el cual los

intervalos de tamaños de gota en 100 días de evaluación variaron entre 198,9-232,2nm y

201,1-239nm para las emulsiones al 10 y 20%p/p respectivamente; se evaluó los efectos que

causan los tratamientos con esterilización y sin esterilización sobre el pH, potencial zeta y

tamaño de gota dando los mejores resultados para las muestras de control con esterilización

para las cuales se obtuvo una variación de pH igual a 8,051-7,932 y 8,163-8,040 y un

incremento en el tamaño de gota del 26,6 y 32,3% al 10 y 20%p/p respectivamente entre el

primer día y después de cuatro meses; para los efectos causados por la temperatura de

almacenamiento a 5 y 40°C se obtuvo menor influencia para las emulsiones comerciales. Sin

embargo, los tamaños de gota de 197,0-227,7 y 198,0-228nm para las emulsiones

experimentales o de estudio al 10 y 20%p/p almacenadas a 5°C cumplieron con los criterios

xviii

de aceptación descritos por la Farmacopea vigente USP 41 NF36. En la tercera etapa se

caracterizó las emulsiones experimentales mediante pruebas fisicoquímicas obteniendo como

resultados osmolaridad igual a 347,31 y 387,45 mOsmol/L, valor calórico igual a 1228,4891

y 2232,2835 kcal/L, viscosidad dinámica igual a 1,5552 y 1,9355cP para emulsiones al 10 y

20%p/p; además las pruebas con mezclas de aminoácidos en solución establecieron un

tiempo de estabilidad de las emulsiones en mezcla igual a 40 minutos.

PALABRAS CLAVES: EMULSIÓN LIPÍDICA, NUTRICIÓN PARENTERAL,

TRIGLICÉRIDOS DE CADENA MEDIA, TRIGLICÉRIDOS DE CADENA LARGA,

TAMAÑO DE GOTA, DLS.

xix

Development and characterization of an O/W type emulsion using medium and long

chain triglycerides with possible use in parenteral nutrition.

Author: Andrea Bolaños

Tutor: Dr. Pablo Bonilla, PhD

Abstract

The present study focuses on the development and characterization of an O/W emulsion with

pharmaceutical applications, due to high content of medium and long chain oil. With the

purpose of evaluating the stability and behavior of the emulsions, the study consisted of three

stages, in the first stage, coconut oil and soybean oil were characterized by gas

chromatography, evaluating the content of TCM (medium chain triglycerides) and TCL (long

chain triglycerides); additionally, sodium oleate was made in saponification process with

sodium hydroxide and oleic acid. The validity as surfactant was measure by means critical

micelle concentrations and characterized by infrared spectrophotometry. In the second stage

the drop size and the formation of the cream layer were evaluated by the effects of high

energy: the high shear agitation (homogenizer) and the low shear agitation (ultraturrax®), the

phase content oil at 10 and 20% w/w and the time of the measurements, obtaining the best

results with the agitation of the high level of time in 100 evaluation days that vary between

198.9-232.2nm and 201.1-239nm. Emulsions at 10 and 20% w/w respectively; Evaluate the

effects caused by sterilization and non-sterilization, treatments on pH, energy potential and

droplet size with the best results for control and sterilization samples for which a pH variation

equal to 8.051-7.932 and 8.163 -8.040 and an increase in droplet size of 26.6 and 32.3% to 10

and 20% w/w respectively between the first day and after four months; for the effects of the

storage temperature at 5 and 40°C, less influence was obtained for commercial emulsions,

however, the limits of 197.0-227.7 and 198.0-228nm for the experimental emulsions or for

study at 10 and 20%w/w stored at 5°C complying with the acceptance criteria of the current

USP 41 NF36 Pharmacopeia. In the third stage the experimental emulsions were

characterized by physicochemical tests that are obtained as osmolarity results equal to 347.31

and 387.45 mOsmol/L, caloric value equal to 1228.4891 and 2232.2835 kcal/L, equal

viscosity equal to 1, 5552 and 1.9355cP for emulsions at 10 and 20% w/w; In addition, the

tests with mixture of amino acids in solution established a time of stability of the emulsions

in mixture equal to 40 minutes.

KEY WORDS: LIPID EMULSION, PARENTERAL NUTRITION, MEDIUM CHAIN

TRIGLYCERIDES, LONG CHAIN TRIGLYCERIDES, DROP SIZE, DLS.

1

Introducción

El siguiente documento describe el trabajo de investigación experimental que se llevó a

cabo en el Laboratorio de Nanoestructuras del Instituto de Investigación y Posgrado de la

Facultad de Ciencias Químicas ubicado en la Universidad Central del Ecuador, cuya finalidad

fue desarrollar y caracterizar una emulsión tipo O/W utilizando triglicéridos de cadena media

y larga con posible uso en nutrición parenteral a través de la comparación con un producto

comercial.

En la actualidad, las industrias farmacéuticas en el Ecuador han evolucionado con

resultados muy satisfactorios. Sin embargo, el desarrollo de productos farmacéuticos

orientados a la nutrición parenteral es un tema que todavía no está dentro de las expectativas

de la producción nacional (ARCSA, 2014), motivo por el cual se realizó la presente

investigación que se resume en los siguientes capítulos:

El primer capítulo plantea el problema de la investigación, siendo este un punto clave

para establecer la necesidad y la importancia de desarrollar productos con aplicaciones

farmacéuticas a través del uso de materias primas accesibles en el Ecuador, justificando así el

problema planteado, además se determinó la hipótesis de trabajo y la hipótesis nula, así como

también, el objetivo general y los objetivos específicos quienes permitieron encaminar el

desarrollo de la investigación.

El segundo capítulo describe de manera clara y precisa los antecedentes investigativos

teniendo en cuenta aquellos que muestren mayor relevancia, así como también las leyes y los

reglamentos involucrados dentro del marco legal; además en este capítulo se analizó las

variables independientes y dependientes que influyen en el desarrollo y la estabilidad de una

emulsión lipídica tipo O/W enfocada en nutrición parenteral.

El tercer capítulo define el diseño experimental, teniendo en cuenta un nivel de

investigación explicativo, en donde la investigación experimental de tipo cuantitativo fue

parte fundamental para la recolección de datos y la aplicación de un diseño con varios

factores y una covariable mediante lo cual se comprobó una de las hipótesis planteadas y la

influencia significativa y no significativa de las variables independientes sobre las variables

dependientes a través de un análisis de varianzas.

En el cuarto capítulo se realizó el análisis e interpretación de los resultados obtenidos

mediante la aplicación del diseño experimental para el procesamiento de los datos y la

2

comparación de los resultados obtenidos frente a los productos comerciales importados en el

Ecuador y las especificaciones técnicas que estos productos farmacéuticos requieren para su

validez y comercialización.

Finalmente, en el quinto capítulo se resume toda la investigación a conclusiones muy

puntales en base a los resultados obtenidos en el cuarto capítulo y a los objetivos planteados,

conjuntamente se realizaron recomendaciones que servirán para llevar a cabo futuras

investigaciones que en el presente trabajo de investigación no se tomaron en cuenta.

3

Capítulo I

1. El Problema

1.1 Planteamiento del problema

Una de las más grandes problemáticas en el mundo es la desnutrición (OMS, 2018), la

cual se presenta principalmente en poblaciones de escasos recursos económicos y en

pacientes hospitalarios cuyo sistema digestivo se encuentra comprometido por lo que la

administración de alimentos se dificulta siendo en estos casos de vital importancia que el

paciente reciba los cuidados especiales y una ingesta de nutrientes necesarios para que el

organismo funcione correctamente y tenga una pronta recuperación, a este tipo de

alimentación se la denomina nutrición parenteral (NP). (Mateu de Antonio, 2016)

La NP puede ser utilizada en pacientes que presenten cuadros de desnutrición aguda o

crónica para dar cobertura a sus necesidades nutricionales con el objetivo de mantener su

salud y/o crecimiento, siempre y cuando sus necesidades no logren ser administradas

completamente por vía enteral. (Moreno Villares & Guitiérrez Junquera, 2015)

El rango de valor calórico de las emulsiones lipídicas parenterales no se encuentra

establecido ya que la dosis de lípidos que el paciente necesita está definida por sus

requerimientos nutricionales. Teniendo en cuenta lo dicho anteriormente la AGA (The

American Gastroenterological Association) establece que las ecuaciones de Harris-Benedict

son mucho más precisas para individuos sanos que para los pacientes hospitalizados debido a

la variabilidad en el gasto de energía asociado con alguna enfermedad. Sin embargo, existen

otras estimaciones en donde se toma en cuenta el índice de masa corporal (IMC) y el cuadro

clínico del paciente, como se indica en la Tabla 1. Además, cabe recalcar que el aporte de

lípidos para evitar el déficit de ácidos grasos esenciales debe alcanzar máximo el 40% de

calorías no proteicas, para prevenir complicaciones asociadas con emulsiones lipídicas

intravenosas que ocurren cuando se excede esta tasa de infusión y también tomando en cuenta

que los niveles plasmáticos de triglicéridos no superen a 400mg/dl, caso contrario el aporte

de lípidos debe suspenderse. (Koretz, Lipman, & Klein, 2001)

4

Tabla 1: Ecuaciones para estimar la energía y requisitos en pacientes hospitalizados.

IMC, índice de masa corporal; W, peso en kg; H, altura en cm; A, edad en años. aAdaptada por Klein bLas calorías totales no deben exceder las 2000 kcal/día para pacientes en estado crítico. cRealice los siguientes ajustes para IMC que no estén en el rango de 25-30: (1) Para pacientes con bajo peso (IMC <

18.5 kg/m2), agregue 300-500 kcal/día; (2) Para pacientes no críticos (IMC entre 18.5-25.0 kg/m2), aumentar el 20%.

(3) Para pacientes obesos (IMC ≥ 30 kg/m2), use W ajustado en lugar de W real para evitar la sobrealimentación [W

ajustado = W ideal + (W real - W ideal) × 0.25] dDisminuya kcal/día para IMC ≥ 30 kg /m2 y aumente kcal / día para IMC < 20 kg/m2.

Fuente: (Koretz, Lipman, & Klein, 2001)

Actualmente, el uso de emulsiones lipídicas tipo O/W es una práctica habitual de la NP,

pero esto no siempre fue así, las primeras administraciones intravenosas de aceite de las que

se tienen constancia fueron realizadas en el siglo XVII en Montpellier, en donde William

Courten y Hans Sloane administraron aceite de oliva a tres perros obteniendo efectos

adversos muy graves, a partir de este suceso se ha buscado nuevas alternativas y modificado

formulaciones para la elaboración de una emulsión lipídica que sea segura y no afecte la

salud del paciente, no obstante, tuvieron que pasar muchos años para tener emulsiones

lipídicas que garanticen la seguridad del paciente entre ellas se puede nombrar: Intralipid®

20%, Lipofundin®(LCT/MCT) 10 y 20%,Clinoleic®, Structolipid®, Lipoplus® y SMOFLipid®

20% (Mateu de Antonio, 2016).

A pesar de la importancia que tienen las emulsiones lipídicas en el campo de la

medicina, en el Ecuador no se han desarrollado formulaciones debido a la falta de

Base de estimación por: Requerimientos energéticos

(kcal . kg-1 . día-1)

IMC (kg/m2)a

<15

15-19

20-29

>30

35-40b

30-35b

20-25b

15-20b

Ecuación Harris-Benedict

Hombresc

Mujeresc

Estimación de energía

estándar

66 + (13.7 × W) + (5 × H) – (6.8 × A)

665 + (9.6 × W) + (1.8 × H) – (4.7 × A)

25d

5

investigación por lo que el abastecimiento de estos medicamentos en el sistema nacional de

salud depende únicamente de la importación, lo que genera altos costos y tiempo, según

(ARCSA, 2014) en el Ecuador se comercializa las siguientes emulsiones lipídicas

parenterales:

Tabla 2: Datos sobre emulsiones parenterales comercializadas en el Ecuador.

Nombre del producto Laboratorio fabricante País

exportador

Fecha de

vigencia

Lipofundin MCT/LCT 10 % B.Braun Melsungen AG. Alemania 2022

Lipofundin MCT/LCT 20 % B.Braun Melsungen AG. Alemania 2022

Celepid 10% Claris Otsuka PVT. LTD India 2020

Emulsión de grasa 10%

Inyección (C14-24)

Sichuan Kelun

Pharmaceutical CO. LTD China 2020

Emulsión de grasa 20%

Inyección (C14-24)

Sichuan Kelun

Pharmaceutical CO. LTD China 2020

Olimel N9 Baxter S. A Bélgica 2019

SMOFlipid 200 mg/ml Fresenius Kabi Austria 2022

Nirpid®20% Nirma Limited India 2020

Lipoplus 20% B. Braun Melsungen AG. Alemania 2023

Fuente: (ARCSA, 2014)

Por esta razón es necesario buscar nuevas alternativas para el desarrollo de estas

emulsiones lipídicas aprovechando aceites esenciales como fuente de triglicéridos de cadena

media y larga que son accesibles en el Ecuador y que además contienen las propiedades

necesarias para que los pacientes suscritos a nutrición parenteral puedan tener un aporte

calórico significativo con la misma calidad que las sustancias que se importan al país.

1.2 Formulación del problema

¿Se puede desarrollar una emulsión tipo O/W con aceite de coco y soya como fuente de

triglicéridos de cadena media y larga que sea estable y además contenga las mismas

6

propiedades que las emulsiones lipídicas importadas?, siguiendo un nivel de investigación

explicativo.

1.3 Preguntas directrices o de investigación

- ¿Qué tipo de agitación de alta energía será el más eficaz para obtener una emulsión

estable con distribución de tamaños de gota similares a los productos comerciales?

- ¿Qué influencia ejerce la temperatura y el pH en la estabilidad de la emulsión y el

potencial zeta?

- ¿Cuál será el tiempo de estabilidad de las emulsiones?

- ¿Cuál será el aporte calórico de la emulsión lipídica?

1.4 Objetivos de investigación

1.4.1 Objetivo general.

Desarrollar y caracterizar una emulsión tipo O/W utilizando triglicéridos de cadena media

y larga con posible uso en nutrición parenteral.

1.4.2 Objetivos específicos.

Realizar el perfil lipídico del aceite de coco y aceite de soya utilizados en las

formulaciones mediante cromatografía de gases.

Sintetizar el oleato de sodio a partir de ácido oleico e hidróxido de sodio a través

de una reacción ácido-base.

Caracterizar el tensioactivo: oleato de sodio mediante espectroscopía infrarroja y

pruebas de tensión superficial.

Analizar la influencia de dos tipos de agitación de alta energía: dispersión por altas

revoluciones (Ultraturrax® IKA T10 BASIC) y homogeneizador (Silverson L4R)

mediante la estabilidad de la emulsión.

Evaluar la estabilidad de la emulsión en función del tiempo mediante tamaño de

gota, formación de la capa cremada, pH y potencial zeta.

Determinar el valor calórico de la emulsión mediante calorimetría (bomba

calorimétrica).

Determinar la osmolaridad de la emulsión mediante propiedades coligativas

(descenso del punto de congelación).

Comparar los resultados obtenidos con un producto comercial de importación.

7

1.5 Justificación e importancia

Los lípidos son una importante fuente de ácidos grasos esenciales y energía para los

pacientes que requieren NP, las emulsiones lipídicas son formas farmacéuticas con un alto

contenido calórico que proporcionan triglicéridos de cadena larga (LCT) y triglicéridos de

cadena media (MCT), que al ser absorbidos son fuente de energía óptima para el ser humano.

(Requejo & León, 2007)

El aceite de soya contiene tocoferoles y ácidos grasos presentes como triglicéridos de

cadena larga: ácido palmítico (16:0), ácido esteárico (18:0), ácido oleico (18:1), ácido

linoleico (18:2) y ácido linolénico (18:3), que son esenciales para el ser humano y que serán

parte de la formulación de la emulsión lipídica. (Rowe, Sheskey, & Quinn, 2009)

El aceite de coco es el aceite fijo refinado que se obtiene de las semillas de Cocos

nucifera L. (Fam. Palmae), es uno de los aceites vegetales con mayor contenido de ácidos

grasos, presentes como triglicéridos de cadena media: ácido caproico (6:0), ácido caprílico

(8:0), ácido cáprico (10:0), ácido láurico (12:0) y trigliceridos de cadena larga: ácido

mirístico (14:0), ácido palmítico (16:0), ácido esteárico (18:0), ácido oleico (18:1), ácido

linoleico (18:2), ácido linolénico (18:3) y ácido araquídico (20:0). (USP 41, 2018)

En el Ecuador, el aceite de coco y soya son muy accesibles ya que se encuentran dentro

de los productos de importación como materias primas y productos terminados (Corporación

Financiera Nacional, 2017), el desarrollo de una emulsión lipídica tipo O/W con aceite de

coco y soya como fuente de triglicéridos de cadena media y larga podría ser una nueva

alternativa para el uso en nutrición parenteral, en donde no solo se beneficiará a los pacientes

sino también al sector farmacéutico, que generará nuevas fuentes de empleo.

El presente proyecto, tiene como finalidad lograr que el Ecuador como un país en vías de

desarrollo pueda elaborar y comercializar productos farmacéuticos como las emulsiones

lipídicas que son de vital importancia en NP, además que estás contengan los requerimientos

necesarios y sobre todo que estén al alcance de los pacientes, es decir que, mediante futuras

investigaciones, esta sustancia se pueda elaborar en el Ecuador facilitando su adquisición y

disminuyendo su costo.

8

Capítulo II

2. Fundamentación teórica

2.1 Antecedentes de la investigación

A nivel mundial existen varias emulsiones lipídicas aplicadas en nutrición parenteral que

son comercializadas por grandes laboratorios farmacéuticos como se indica en la Tabla 2. Sin

embargo, es de vital importancia tomar en cuenta parámetros establecidos y recomendaciones

de antiguas investigaciones, por lo que al revisar minuciosamente la bibliografía pertinente se

pudo visualizar artículos científicos que aportan de manera significativa al desarrollo de la

presente investigación.

Los fosfolípidos de huevo y soya se usan ampliamente como estabilizadores de

emulsiones inyectables por vía intravenosa: emulsiones de triglicéridos para la nutrición

parenteral. Varios grupos de investigadores han encontrado que la vida útil y la estabilidad de

las emulsiones estabilizadas con fosfolípidos son sustancialmente mejores que las

estabilizadas con copolímeros conformados por monómeros de óxido de etileno y óxido de

propileno. (Kabalnov, Weers, Arlauskas, & Tarara, 1995)

En el año 1998 la Revista International Journal of Pharmaceutics publica el efecto de los

componentes del aceite y las condiciones de homogeneización sobre las propiedades

fisicoquímicas y la estabilidad de las emulsiones de grasa parenteral en donde se describe la

influencia que ejerce las propiedades fisicoquímicas en la estabilidad de diferentes

formulaciones de emulsiones parenterales que contienen 10% P/P de aceite de ricino y 10%

P/P de aceite de soya estabilizadas con lecitina de soya como tensioactivo obteniendo como

resultados tamaños de partícula medios muy finos entre 130 y 140nm que permanecieron

estables durante 9 meses. Se pudo comprobar que la naturaleza de la fase oleosa tiene una

gran influencia en la estabilidad de la emulsión, además, los ácidos grasos libres contenidos

en el aceite de ricino pueden actuar como cotensioactivos y suprimir la coalescencia y la

floculación de las partículas de lípidos, lo que conduce a un factor de estabilización adicional.

(Muhannad & Muller, 1998)

Se evaluó la distribución de tamaño, pH y potencial zeta después de someter a una

emulsión lipídica comercial llamada ClinOleic 20% durante 16 semanas a temperatura de

40°C y almacenamiento en envases de plástico (polipropileno) y vidrio tipo II (sódico-

cálcico) en donde se determinó que los efectos causados por el material de almacenamiento

9

son insignificantes, además la temperatura y el tiempo afectan a la distribución de tamaños en

un 0,05% y se encuentran ≤5µm cumpliendo las especificaciones de la Farmacopea de los

Estados Unidos, concluyendo que las características fisicoquímicas dependen del tiempo, de

la mezcla de nutrientes y de la temperatura de conservación del producto. (Gonyon, y otros,

2008)

Las emulsiones lipídicas comercializadas actualmente contienen aceites como: aceite de

soya, coco, oliva y pescado. Además, se considera las complicaciones asociadas al utilizar

lípidos para administración parenteral, una de ellas, la hipertrigliceridemia cuando los niveles

plasmáticos de triglicéridos han sobrepasado los 1,7mmol/L, por lo que se considera que las

dosis lipídicas varían de 1g/kg/d a 1,5 g/kg/d tanto para pacientes en estado críticos como

para no críticos, basado en estos criterios se desarrolla una emulsión lipídica comercial que

consiste en una mezcla de aceite de soja y MCT con el objetivo de disminuir los ácidos

grasos (ω-6), en donde la mezcla de MCT y LCT es realizada en proporciones (50:50) y parte

del contenido de MCT es el aceite de palma y aceite de coco, lo que le da ciertas ventajas

como resistencia a la peroxidación y solubilidad acuosa de los MCT ya que es 100 veces más

soluble que los LCT. (Mateu de Antonio, 2013)

La vitamina E (tocoferoles y tocotrienoles) se ha incorporado en muchas emulsiones para

la administración parenteral, por lo general, está presente en pequeñas cantidades y actúa

como un antioxidante, además se demostró que emulsiones con vitamina E tienen una gran

actividad farmacológica y aumentan la solubilidad de los fosfolípidos ya que el grupo

hidroxilo en el anillo aromático cromano hace que la vitamina E sea más polar que los aceites

convencionales, sin embargo, mantener la estabilidad física de las emulsiones cargadas con

altas concentraciones de vitamina E es un desafío debido a su polaridad y viscosidad, por lo

tanto, los fosfolípidos no son suficientes para estabilizar la vitamina E por lo que se utiliza

coemulsionantes con altos valores de HLB para estabilizar las emulsiones de lípidos

parenterales cargadas con una alta concentración de vitamina E. Por ejemplo, una mezcla de

lecitina con una combinación de oleato de sodio y el desoxicolato de sodio tienen un efecto

hemolítico significativo y son sensibles a la presencia de electrolitos en la solución.

(Alayoubi, Abu-Fayyad, & Nazzal, 2015)

El Consenso sobre las grasas y aceites en la alimentación de la población española adulta

mediante la Federación Española de Sociedades de Alimentación, Nutrición y Dietética

(FESNAD), se determinó que el aceite de coco y aceite de palma son la principal fuente de

10

MCT y a diferencia de los LCT estos son absorbidos de manera más rápida sin causar efectos

adversos, sin embargo, para un aporte calórico significativo sin mayor cantidad de lípidos se

considera proporciones (50:50) de MCT Y LCT al momento de formular una emulsión

lipídica. (Ros, y otros, 2015)

2.2 Fundamento teórico

2.2.1 Nutrición Parenteral.

La nutrición parenteral más conocida como NP consiste en la provisión de nutrientes que

el cuerpo humano necesita mediante su infusión a una vía intravenosa a través de catéteres

específicos, es utilizada en pacientes que por alguna circunstancia están inhabilitados para

recibir alimentos mediante el tracto digestivo, cuando el aporte de nutrientes se realiza solo

mediante vía intravenosa se denomina nutrición parenteral total, caso contrario estamos

hablando de nutrición parenteral parcial que es tan solo un complemento a la alimentación,

este último caso se da sustancialmente en problemas de desnutrición. Es de vital importancia

que las sustancias suministradas proporcionen la energía requerida y la totalidad de los

nutrientes esenciales (azúcares, sales, mezcla de aminoácidos y vitaminas en solución, etc.),

teniendo en cuenta su inocuidad y afinidad con el metabolismo. (Ayers, Boullata, & Sacks,

2018)

2.2.2 Sistemas dispersos

Un sistema disperso está constituido por una fase continua en donde se encuentran

suspendidas las partículas de la fase dispersa sea en estado líquido o sólido. El medio de

dispersión puede ser un sólido, un líquido o gas, a continuación, se presenta la clasificación

de los sistemas dispersos. (Romo, 1981)

Tabla 3: Clasificación de los sistemas dispersos.

Fase dispersa Fase dispersante Sistema disperso

Sólido

Sólido

Sólido

Líquido

Líquido

Líquido

Gas

Gas

Gas

Líquido

Sólido

Gas

Líquido

Sólido

Líquido

Sólido

Aerosol

Suspensión líquida

Suspensión sólida

Aerosol

Emulsión

Emulsión sólida

Espuma líquida

Espuma sólida

Fuente: (Romo, 1981)

11

2.2.3 Emulsiones

Una emulsión es la dispersión de un líquido inmiscible en otro debido a la presencia de una

substancia que disminuye la tensión superficial (tensioactivo) mediante el aumento de

adhesión entre las dos fases (Romo, 1981); en la siguiente la tabla se indican los sistemas que

se pueden formar:

Tabla 4: Comparación de macroemulsiones, nanoemulsiones y microemulsiones.

Macroemulsiones Nanoemulsiones Microemulsiones

Tamaño de gota 1-100 µm 20-500 nm 10-100 nm

Forma esférica esférica Esférica, laminar

Estabilidad

Termodinámicamente

inestable, débilmente

cinéticamente estable

Termodinámicamente

inestable

cinéticamente estable

Termodinámicamente

estable

Métodos de

preparación

Métodos de baja

energía

Métodos de alta y baja

energía

Métodos de alta

energía

Polidispersión >40% 10-20% <10%

Fuente: (Gupta, Eral, Hatton, & Doyle, 2016)

Entre las microemulsiones se distinguen los sistemas dobles: O/W (aceite en agua) y

W/O (agua en aceite), además debido a la alta concentración del agente surfactante también

se clasifican en sistemas múltiples: (O/W)/O (gotas de aceite en agua dispersas en aceite) y

(W/O)/W (gotas de agua en aceite dispersas en agua) que son utilizadas en fármacos ya que

permiten una liberación retardada de los medicamentos. (Romo, 1981)

Figura 1: Tipos de emulsiones: emulsión O/W, emulsión W/O, emulsiones múltiples

(W/O)/W emulsiones múltiples (O/W)/O.

(Gupta, Eral, Hatton, & Doyle, 2016)

12

2.2.4 Emulsiones parenterales o lipídicas

Las emulsiones inyectables para administración intravenosa se utilizan en terapia de

nutricio parenteral total (TNP), son emulsiones estériles de tipo O/W que se utilizan para

proveer un suministro amplio de ácido grasos mediante los TCM y LCT. Estas emulsiones

deben ser estériles, isotónicas, biodegradables, estables, no pirogénicas y no tóxicas. (USP

41, 2018)

Tabla 5: Emulsiones lipídicas comercializadas (por 1000ml)

Intralipid/

Soyacal®

(20 %)

Lipofundina®

MCT/LCT

(20 %)

Clinoleic®

(20 %)

SMOF®

(20 %)

Lipoplus®

(20 %)

Aceite de soya (g) 200 100 40 60 80

Aceite de oliva(g) 0 0 160 50 0

Aceite de

pescado(g)

0 0 0 30 20

MCT (g) 0 100 0 60 100

Lecitina (g) 12 12 12 12 12

Glicerina (g) 22,5 25 22,5 25 25

Oleato sódico (g) - 0,3 0,3 0,3 0,3

α-tocoferol

(mg/L)

17-23 > 200 30 ≈200 190±30

Ácido linoleico

(%)

54 26 17,5 2,4 21,9

Ácido oleico (%) 26 13 63 27,8 11,4

Ácido palmítico

(%)

9 4,5 - 9,2 6,1

Linolénico 8 4 2,5 18,7 21,9

mOsm/kg 315 380 270 380 410

pH ≈8 7,5-8,5 7-8 ≈8 6,5-8,5

Kcal/g 10 9,6 10 10 9,55

Fosfato (mmol) 15 14,5 15 15 14,5

Fuente: (Gomis, 2017)

13

2.2.5 Componentes de una emulsión parenteral.

Las emulsiones se componen de la fase oleosa, fase acuosa y agente surfactante

(tensioactivo) que pueden ser uno o varios; dependiendo del tipo de sistema, pueden existir

emulsiones dobles o múltiples dependiendo de la naturaleza del agente surfactante.

2.2.5.1 Fase oleosa.

Cuando la fase oleosa se encuentra como dispersante, es una emulsión tipo W/O; por el

contrario, si la emulsión es tipo O/W la fase oleosa se encuentra dispersa. Las emulsiones

parenterales son de tipo O/W, contienen 10, 20 o 30% de aceites triglicéridos de cadena larga

(LCT) provenientes generalmente de aceite de soya, oliva y girasol, o triglicéridos de cadena

media (MCT) obtenidos de la re-esterificación de ácidos grasos C6-C12, generalmente se

utiliza una mezcla con MCT ya que poseen una mayor solubilidad en agua. (Marquez,

Forgiarini, & Bullon, 2007)

Los aceites son compuestos orgánicos, de origen vegetal o animal, que se acumulan

como fuente de energía, generalmente son ricos en ácidos grasos mono o poliinsaturados,

dentro de la nutrición parenteral se ha desarrollado varias formulaciones con aceite de coco,

palma, pescado, oliva, soya como se indicó anteriormente, sin embargo, nos enfocaremos en

los aceites de coco y soya, que están involucrados en la investigación. (Gomis, 2017)

Aceite de coco.

El aceite de coco pertenece a un grupo único de aceites vegetales llamados aceites

láuricos. El ácido graso más abundante en este grupo es ácido láurico. Más del 90% de los

ácidos grasos del aceite de coco están saturados. Esto explica su bajo valor de yodo varía de 7

a 11. El carácter saturado del aceite imparte una fuerte resistencia a la rancidez oxidativa.

(Rowe, Sheskey, & Quinn, 2009)

Tabla 6: Composición porcentual de ácidos grasos presentes en el aceite de coco.

Ácido Graso Nº de

carbonos

% Según

USP41 – NF36

Acido caproico C6:0 < 1,5

Ácido caprílico C8:0 5,0 - 11,0

Ácido cáprico C10:0 4,0 - 9,0

Ácido láurico C12:0 40,0 – 50,0

Acido mirístico C14:0 15,0 – 20,0

Acido palmítico C16:0 7,0 – 12,0

Acido esteárico C18:0 1,5 – 5,0

Ácido oleico C18:1 4,0 – 10,0

14

Acido linoleico C18:2 1,0 – 3,0

Acido linolénico C18:3 < 0,2

Ácido araquídico C20:0 < 0,2

Ácido eicosenoico C20:1 < 0,2

Fuente: (USP 41, 2018)

Aceite de soya.

El aceite de soya se produce en una cantidad mayor que cualquier otro aceite vegetal y se

cultiva principalmente en los Estados Unidos, Brasil, Argentina y China. El aceite de soya

está ricamente dotado con varios componentes menores que se pueden recuperar durante el

proceso de refinación. Estos incluyen fosfolípidos recuperados como lecitina, esteroles

mixtos que sirven como material de partida para la producción de valiosos productos

farmacéuticos y tocoferoles (vitamina E). (Gunstone, 2005)

Tabla 7: Composición porcentual de ácidos grasos presentes en el aceite de soya.

Ácido Graso Nº de

carbonos

% Según

USP41 – NF36

Ácido palmítico C16:0 9,0 -13,0

Ácido esteárico C18:0 2,5 – 5,0

Ácido oleico C18:1 17,0 – 30,0

Ácido linoleico C18:2 48,0 – 58,0

Ácido linolénico C18:3 5,0 – 11,0

Fuente: (USP 41, 2018)

2.2.5.2 Fase acuosa

La fase acuosa en emulsiones parenterales es la fase externa o dispersante, en emulsiones

parenterales estas contienen compuestos no electrolíticos como el glicerol, sorbitol o xilitol

para que están formulaciones sean isotónicas, pequeñas cantidades de electrolitos para ajustar

el pH y antioxidantes como α-tocoferol. (Marquez, Forgiarini, & Bullon, 2007)

2.2.6 Agentes surfactantes.

Los tensioactivos también llamados surfactantes o emulsionantes son sustancias que

actúan sobre la tensión superficial, estos disminuyen la tensión superficial entre dos fases de

carácter diferente formando lo que se conoce como una emulsión y dándole estabilidad al

sistema. (Salager J. L., 2002)

15

Figura 2: Surfactantes no-iónicos, aniónicos y catiónicos.

(Salager J. L., 2002)

2.2.6.1 Surfactantes no-iónicos

Los surfactantes no-iónicos, en solución acuosa no se ionizan ya que poseen grupos

hidrófilos como: alcoholes, fenoles, ésteres o amidas y el grupo hidrófobo es generalmente un

radical alquilo, alquil benceno o estructuras de origen natural como un ácido graso. Estos

surfactantes son menos sensibles a los electrolitos, especialmente a los cationes divalentes

por lo que pueden ser utilizados en presencia de una salinidad alta. Los surfactantes no-

iónicos son buenos detergentes, humectantes y emulsionantes. Algunos poseen excelentes

propiedades espumantes. Algunos presentan un muy bajo nivel de toxicidad y se utilizan en

la fabricación de fármacos, cosméticos y alimentos. (Salager J. L., 2002)

2.2.6.2 Surfactantes catiónicos

Los surfactantes catiónicos se caracterizan por tener un grupo funcional cargado

positivamente, este se disocia en solución acuosa en un catión de carácter hidrofílico y un

anión que generalmente es un halogenuro esta carga les permite adsorberse muy fácilmente

sobre sustratos cargados negativamente como son la mayoría de los sustratos naturales. Esta

16

propiedad los hace agentes antiestáticos y suavizadores. La gran mayoría de estos

surfactantes son compuestos nitrogenados del tipo sal de amina grasa o de amonio

cuaternario. (Salager J. L., 2002)

2.2.6.3 Surfactantes aniónicos

Los surfactantes aniónicos se caracterizan por tener un grupo funcional cargado

negativamente, en solución se ionizan en un anión hidrofílico y un catión que generalmente

es un metal alcalino o un amonio cuaternario. Dentro de este grupo se encuentran los jabones

que son sales de sodio y potasio que se obtienen por la saponificación de los triglicéridos de

origen vegetal o animal. Los jabones en C16-C18 no irritan la piel, pero no se disuelven

fácilmente y producen precipitados blancuzcos de jabones de calcio si el agua es

relativamente dura. Se agrega generalmente en los jabones de ácidos grasos C16-C18 ciertas

proporciones de jabones C12-C14 para aumentar el poder espumante y la tolerancia a los

cationes divalentes (calcio y magnesio). (Salager J. L., 2002)

2.2.6.4 Surfactantes anfóteros

Los surfactantes anfóteros se caracterizan por poseer dos grupos funcionales dentro de la

misma molécula: un aniónico y un catiónico, como por ejemplo los aminoácidos, las betaínas

o los fosfolípidos; el pH determina el carácter dominante de la molécula favoreciendo a una u

otra de las posible disociaciones, cuando la disociación es aniónica su pH es alcalino, por otro

lado si la disociación es catiónica el pH será ácido, sin embargo cuando el surfactante se

encuentra en el punto isoeléctrico son anfóteros ya que poseen dos cargas a la vez.

Generalmente este tipo de surfactantes presentan un grupo catiónico de tipo amina o amonio,

el cual puede estar bloqueado por una cuaternización. (Salager J. L., 2002)

Los surfactantes más usados en formulaciones parenterales son fosfolípidos

fraccionados. La lecitina es una mezcla de fosfolípidos que se encuentra en las membranas de

los organismos vivos, cuya composición exacta depende de su origen, usualmente, huevos o

granos de soya. Los constituyentes mayores son fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina, los

cuales se encuentran no ionizados a un pH fisiológico y no contribuyen a la carga superficial

total. Las fórmulas estructurales de los fosfolípidos se presentan en la Figura 2.

17

Figura 3: Formulas estructurales generales para fosfolípidos.

(Shchipunov, 2002)

Adicionalmente la fosfatidilserina, ácido fosfatídico y fosfatidilglicerol conforman de 2-

5% del total de lípidos y estos están negativamente cargados a pH 7. Estos componentes

menores ionizados usualmente contribuyen en mayor proporción a la carga superficial.

(Washington, 1989) Además, las lecitinas se hidrolizan y forman los correspondientes

lisoderivados: lisofosfatidilcolina y lisofosfatidiletanolamina, los cuales deben ser

controlados para reducir el potencial hemolítico de la emulsión.

Tabla 8: Composición de las lecitinas de soya y huevo no purificadas

Fosfolípido Lecitina de soya Lecitina de huevo

Fosfatidilcolina 12 – 46% 66 – 87%

Fosfatidiletanolamina 8 – 34% 8 – 24%

Fosfatidilinositol 1,7 – 2,1% –

Ácido fosfatídico 0,2 – 14% –

Fosfatidilserina 0,2 – 6,3% trazas 3%

Lisofosfatidilcolina 1,5 – 8,5% 2,5 – 6%

Espingomielina – 1 – 6%

Fuente: (Marquez, Forgiarini, & Bullon, 2007)

2.2.6.5 Balance Hidrofílico-lipofílico (BHL).

El sistema propuesto por Griffin se basa en la escala de 0 a 20, pues el coeficiente BHL

de un compuesto que sea 100% hidrofílico tiene un valor de 20 y uno que sea 100% lipofílico

tiene un coeficiente BHL=0, el coeficiente BHL de una substancia tensioactiva mide la

18

relación entre los grupos hidrofílico y lipofílico que constituyen una molécula de una

substancia tensioactiva. (Marquez, Forgiarini, & Bullon, 2007)

Griffin escogió dos surfactantes de referencia, el ácido oleico y el oleato de potasio, para

los cuales los números BHL fijados arbitrariamente fueron 1 y 20. Todos los otros números

BHL se derivaron de estos dos estándares primarios. Se puede, sin embargo, comentar que en

realidad estos números de 1 y 20 no se fijaron de manera absolutamente arbitraria, pues

Griffin tomó como BHL de un surfactante etoxilado la quinta parte de su proporción en peso

de óxido de etileno; sin embargo, y por razones comerciales, él ocultó este hecho y presentó

el concepto de manera axiomática. Los dos surfactantes utilizados como referencia primaria,

como cualquier otro surfactante, pueden mezclarse siguiendo una regla lineal basada en las

fracciones en peso mostrada a continuación: (Márquez R. , 2005)

𝐵𝐻𝐿 = 𝑥1𝐵𝐻𝐿1 + 𝑥2𝐵𝐻𝐿2

Ecuación 1: Cálculo del valor del BHL para mezclas de tensioactivos.

(Márquez R. , 2005)

En general, las sustancias surfactantes lipofílicas tienen coeficientes BHL con valores

numéricos que varían entre 2 y 7 y promueven la formación de emulsiones tipo W/O, en

cambio cuando el surfactante es hidrofílico los coeficientes tiene valores numéricos que están

comprendidos entre 8 y 18 y forman emulsiones de tipo O/W. (Romo, 1981)

Tabla 9: Coeficientes de BHL de sustancias surfactantes.

Agente surfactante

BHL

Ácido oleico

Monoglicéridos acetilados

Sorbitán trioleato

Glicerol dioleato

Sorbitán tristearato

Propilenglicol monostearato

Glicerol monoleato

Sorbitán monooleato

Sorbitán monostearato

Glicerol monolaurato

Sorbitán monopalmitato

Lecitina de soya

1.0

1.5

1.5

1.8

2.1

3.4

3.4

4.3

4.7

5.2

6.7

7.0

19

Sorbitán monolaurato

Polioxietileno (20) sorbitán trioleato

Polioxietileno (20) sorbitán monostearato

Sacarosa monolaurato

Polioxietileno (20) sorbitán monopalmitato

Oleato de sodio

8.6

11.0

14.9

15.0

15.6

18.0

Fuente: (Vega & Calderón, 2009)

2.2.7 Concentración micelar crítica (CMC).

La formación de las micelas tiene lugar mediante un proceso reversible de agregación de

un número N de moléculas surfactantes, en donde existen un equilibrio cuando se satisface

condiciones de igualdad entre potenciales químicos. Se conoce como concentración micelar

crítica (CMC) a la concentración mínima de agente surfactante o tensioactivo a partir del cual

se forman las micelas, esta es una característica de toda sustancia tensioactiva en una

solución, ya sea en medio acuoso o no acuoso por encima de la cual se forman las micelas.

Por otro lado, se ha establecido que el valor de CMC está relacionado al número C de átomos

de carbono de la cadena de carbono-hidrogeno mediante la ecuación: (Romo, 1981)

log(𝐶𝑀𝐶) = 𝑎 − 𝑏𝐶

Ecuación 2: Logaritmo de la concentración micelar crítica.

(Romo, 1981)

Donde a se relaciona a la energía libre de origen electrostático por molécula y b es la

energía de interacción de van Der Waals por grupo CH2 entre las cadenas de C-H adyacentes,

debido a la formación de micelas, en la Tabla 9 se los valores de a y b para las diferentes

sustancias surfactantes que contienen cadenas alquílicas carbonadas.

Tabla 10: Valores de las constantes a y b para determinar la CMC en surfactantes con

cadenas alquílicas.

Surfactante Temperatura

ºC a b

Na carboxilatos (jabón)

K carboxilatos (jabón)

Na, K n-alquil, 1-sulfatos

o sulfonatos

Na n-alcano-1-sulfanato



Na n-alquil-1-sulfato

20

25

25

40

55

60

45

1.8

1.9

1.5

1.5

1.1

1.4

1.4

0.30

0.29

0.30

0.29

0.26

0.28

0.30

20



Na p-n-sulfonato de

alquilbenceno

Na p-n-sulfonato de

alquilbenceno

60

55

55

70

1.3

1.2

1.6

1.3

0.28

0.27

0.29

0.27

Fuente: (Holmberg, Jönson, Kronberg, & Lindman, 2003)

2.2.7.1 Métodos para determinar la concentración micelar crítica (CMC)

La concentración micelar crítica se puede determinar mediante: conductividad eléctrica

específica, tensión superficial y presión osmótica. Los métodos para determinar el valor de

CMC no son exactamente coincidentes porque este parámetro representa una concentración

dentro de la zona de transición en la que se forman las micelas. Matemáticamente, la CMC es

el punto de interacción de las líneas de extrapolación de los segmentos de la curva (L-c), (γ-

c), (π-c), por debajo y por encima de la zona de transición. (Romo, 1981)

Mediante la determinación de la conductividad específica:

La conductividad especifica L aumenta en proporción directa a la concentración del

surfactante en solución, cuando este alcanza el valor de CMC se produce una discontinuidad

en la curva L-c, el punto de discontinuidad en la curva representa la CMC. (Romo, 1981)

Figura 4: Relación entre la conductividad específica (L) y c para determinar la CMC.

(Romo, 1981)

Mediante la determinación de la presión osmótica:

La presión osmótica de una solución aumenta en proporción al aumento de la

concentración del surfactante hasta el punto en el que se produce una discontinuidad por el

hecho de que el incremento de la presión osmótica es menos pronunciada, este fenómeno se

21

debe a la formación de micelas por la asociación de los aniones de las moléculas del agente

surfactante. (Romo, 1981)

Figura 5: Relación entre la presión osmótica (π) y c para determinar la CMC.

(Romo, 1981)

Mediante la determinación de la tensión superficial:

Acorde a la teoría de Gibbs, la tensión superficial y de una solución binaria que

contienen un agente surfactante disminuye cuando la concentración del soluto alcanza una

cierta concentración, pasada la cual la tensión superficial empieza a decrecer lentamente y se

vuelve casi constante. La transición se debe a la formación de las micelas y la concentración

resultante en la extrapolación entre γ y c corresponde a la CMC. (Romo, 1981)

Figura 6: Relación entre la tensión superficial (γ) y c para determinar la CMC.

(Romo, 1981)

22

2.2.8 Métodos para la formación de emulsiones.

La formación de la emulsión es fundamental para el control del tamaño de gota ya que de

esto dependerá la formación de una macroemulsión, nanoemulsión o microemulsión. Las

nanoemulsiones se preparan típicamente en un proceso de dos etapas donde se prepara

primero una macroemulsión, y luego se convierte en una nanoemulsión en una segunda etapa.

2.2.8.1 Métodos de baja energía

La formación de una emulsión con tamaño de gota extremadamente pequeño no sólo

requiere que el sistema final posea ciertas variables de composición y de formulación,

también el procedimiento a través del cual se obtiene la emulsión es determinante. Los

métodos de baja energía son aquellos en los cuales la energía requerida para producir la

emulsión proviene de las transiciones o cambios de fases que se producen durante su

formación. (Marquez, Forgiarini, & Bullon, 2007)

Figura 7: Procesos de formación de una emulsión mediante métodos de baja energía.


Esto es posible a través de tres métodos: inversión transicional, inversión catastrófica y

emulsificación por inversión de fases:

Inversión transicional, método PIT

El método de temperatura de inversión de fases, método PIT es ampliamente usado en la

industria, este se basa en formar la emulsión utilizando un cambio brusco de temperatura. Sin

embargo, su uso está limitado a sistemas formulados con surfactantes no iónicos del tipo

etoxilado los cuales cambian su balance hidrofílico-lipofílico con la temperatura: a

temperaturas inferiores a la temperatura de inversión de fases (HLD<0) se forman emulsiones

23

aceite-en-agua mientras que a temperaturas superiores a la misma (HLD>0) forman

emulsiones agua-en-aceite, (Salager J. , 2006) como se muestra en la figura 8.

Figura 8: Método de temperatura de inversión de fases (PIT).

(Marquez, Forgiarini, & Bullon, 2007)

Inversión catastrófica

La inversión catastrófica se produce cuando la concentración de la fase interna en un

sistema surfactante, agua, aceite es muy alta, generando la formación de una emulsión

múltiple debido a que el sistema no puede solubilizar una mayor cantidad de fase dispersa en

el interior de las gotas. Este método permite conseguir tamaños de gota pequeños a través de

un cambio de composición del sistema. Un caso especial son las emulsiones altamente

concentradas (HIPR: High Internal Phase Ratio), las cuales se fabrican a través de un

mezclado lento aprovechando los fenómenos que se presentan en la línea de inversión

catastrófica, permitiendo llegar a un alto contenido de fase interna, aumentando la viscosidad

y las interacciones que existen entre las gotas lo que produce un alto cizallamiento y por

consecuencia emulsiones con diámetro de gota pequeños que pueden diluirse. (Salager J. ,

2006)

24

Figura 9: Método HIPR: (1) Emulsión O/W con tamaño de gota grande, (2) Emulsión O/W

de alto contenido de fase interna con tamaño de gota pequeño y (3) Emulsión O/W diluida

con tamaño de gota pequeño.


Emulsificación por inversión de fases

La mayoría de los sistemas formulados para producir emulsiones son sistemas

multicomponentes, por lo tanto, es posible modificar la composición interfacial durante el

proceso de emulsificación mediante un cambio de las proporciones agua/aceite debido al

fenómeno de partición de las especies de surfactante en el sistema. (Márquez, Anton,

Graciaa, Lachaise, & Salager, 1995) Este es el principio del método de emulsificación

inicialmente denominado punto de inversión de la emulsión (EIP) descrito por Marszall

(1976), usado por Lin (1978) y mejorado por Sagitani (1992), quien luego le dio el nombre de

emulsificación por inversión de fases, el cual se presenta en la figura 10.

Figura 10: Representación esquemática del proceso de emulsificación por inversión de fases.


25

2.2.8.2 Métodos de alta energía

Los métodos de dispersión comprenden la elongación de las gotas y la formación de

inestabilidad hidrodinámica, a través de un alto cizallamiento generado por mezcladores de

hélice o turbina, produciendo emulsiones gruesas (5-100 µm), que requieren para una mayor

disminución de tamaño de gota una gran cantidad de energía mecánica para aumentar el área

interfacial, debido a que la presión de Laplace aumenta al disminuir el tamaño de gota

(Salager J. , 2006). La formación de emulsiones por métodos de dispersión generalmente es

muy costosa, ya que, requiere la utilización de homogeneizadores o microfluidizadores de

alta presión como se muestra en la figura 11.

Figura 11: Efecto del tipo de equipo sobre el tamaño de gota promedio en la emulsificación

por dispersión.


2.2.9 Propiedades fisicoquímicas de las emulsiones parenterales

La estabilidad de una emulsión parenteral se encuentra bajo la influencia de propiedades

fisicoquímicas, por lo que se debe evaluar ya que confieren atributos de calidad, seguridad y

eficacia a la formulación.

2.2.9.1 Tamaño de gota y distribución de tamaño de gota.

La principal característica en todas las emulsiones inyectables es el estricto

requerimiento de un tamaño de gota determinado, ya que este tiene un efecto directo tanto en

la toxicidad como en la estabilidad, si no existe un tamaño adecuado los glóbulos de grasa de

mayor tamaño (<1000nm) pueden quedar atrapados en los pulmones. Las características

esenciales del tamaño de una emulsión inyectable de lípidos para uso intravenoso incluyen el

diámetro medio de las gotitas de lípidos y además el intervalo de los distintos diámetros de

26

gotitas que se distribuyen alrededor del diámetro medio, lo que se expresa como la desviación

estándar. (USP 41, 2018)

Figura 12: Histograma de distribución de tamaño de gota en una emulsión Lipofundin®

20%. (Marquez, Forgiarini, & Bullon, 2007)

Para la determinación del diámetro medio de las gotitas de lípidos y la distribución de

tamaños de los glóbulos de mayor diámetro en las emulsiones inyectables de lípidos se

utilizan los siguientes métodos que se describen a continuación: (USP 41, 2018)

Método de dispersión de luz dinámica (DLS)

La técnica de dispersión de luz dinámica (DLS) es una herramienta muy útil para la

determinación de tamaños de gota. Esta técnica se basa en el análisis de las fluctuaciones

temporales rápidas en la intensidad de la luz dispersada que se produce debido al movimiento

Browniano aleatorio, de cualquier partícula incluidas las gotas de lípidos, suspendidas en un

líquido. La intensidad se mide a un ángulo determinado (por lo general 90º) por medio de un

detector adecuado que permita medir la intensidad de la luz dispersada que fluctúa

rápidamente, producida por las gotitas en difusión suspendidas. (USP 41, 2018)

Dependiendo de la estabilidad del sistema y de la polidispersión de los tamaños de gota

se obtendrá las siguientes distribuciones de tamaño:

Figura 13: Histogramas con diferentes distribuciones de tamaño de gota.


27

Método de obstrucción o extinción de luz

Para la determinación de la extensión de la distribución de tamaños correspondiente al mayor

tamaño de gotas (<1000nm) de las emulsiones inyectables de lípidos se utiliza el método de

obstrucción de la luz que emplea la técnica de determinación óptica del tamaño de gotas

individualmente. Durante la aplicación de la técnica, el paso de una gota por una zona

estrecha de detección óptica causa el bloque de una porción del haz de luz incidente lo que

provoca la reducción momentánea de la intensidad de la luz que alcanza al detector de

“extinción”. (USP 41, 2018)

Microscopia óptica

La microscopía óptica permite conocer las formas y tamaños de las gotas en una

emulsión siempre y cuando estas sean apreciables en este tipo de resolución, estos son

métodos muy simples. El límite inferior de la microscopía óptica es del orden de 1μm, en

buenas condiciones de iluminación y contraste, sin embargo, existen fenómenos

fisicoquímicos como el movimiento browniano que requieren mucha sensibilidad y la

inmovilización d la imagen para obtener tamaños de gota mucho más precisos. (Issacs &

Chow, 1992)

2.2.9.2 Efectos del pH

El pH desempeña un papel importante en el proceso de fabricación de los inyectables, ya

que puede condicionar la tolerancia biológica de la emulsión parenteral además de la

estabilidad y la actividad del principio activo. El pH de la sangre, de la linfa y del líquido

cefalorraquídeo está comprendido entre 7,35 - 7,40; sin embargo, la sangre y los tejidos

tienen un poder tampón y pueden tolerar relativamente bien los inyectables con valores de pH

alejados del fisiológico, la administración de inyectables con pH muy desviados de la

neutralidad puede producir dolores, inflamaciones y lesiones en los tejidos y endotelios.

(Remington, 1885)

Debido a que el pH tiene una influencia directa con la estabilidad, en emulsiones

parenterales debe ser ajustado entre 6,5 – 8,8 para que se produzca la ionización de los grupos

fosfato en la interfase, permitir una carga superficial óptima y minimizar la hidrólisis de la

lecitina. Los pH menores a 5 deben ser evitados debido a que disminuye la repulsión

electrostática y la potencial zeta, resultando en un aumento de tamaño de gota y coalescencia.

(Washington, Athersuch, & Kynoch, 1990)

28

2.2.9.3 Efectos del potencial zeta

En las emulsiones O/W estabilizadas con surfactantes iónicos como el oleato de sodio las

cargas eléctricas se desarrollan en la interfase principalmente por dos mecanismos, la

ionización de los grupos funcionales en la superficie y la adsorción de iones. Estas cargas

eléctricas juegan un papel importante, determinando la interacción entre las partículas de la

fase dispersa y la estabilidad física de los sistemas, particularmente para aquellos en el

intervalo de tamaño coloidal. (Márquez R. , 2005)

El potencial zeta es una medida del potencial eléctrico en la superficie interfacial de las

gotas suspendidas, en la Figura 14 puede observarse la variación con respecto al pH, las

variaciones de pH resultarán en variaciones del potencial zeta y por tanto afectará a la

estabilidad de la emulsión. Los valores entre -30 y 30mV indican inestabilidad en la emulsión

ya que se acercan al punto isoeléctrico en donde disminuye por completo la repulsión

electrostática dando como resultado la separación de fases o ruptura de la emulsión; por otro

lado, los valores por debajo de -30mV y por encima de 30mV indican la estabilidad de la

emulsión siendo está mayor conforme aumenta el potencial zeta. (Kosegarten & Jiménez,

2012)

Figura 14: Representación gráfica de la variación del potencial zeta en función del pH.

(Kosegarten & Jiménez, 2012)

2.2.9.4 Propiedades viscosimétricas

La viscosidad de emulsiones es también función de la forma y distribución de tamaño de

gota, ya que a medida que aumenta la polidispersión la viscosidad disminuye. Esto se debe a

la forma en que se arreglan las partículas en el seno del fluido, las gotas más pequeñas

pueden acomodarse entre los intersticios de las más grandes, reduciendo así las interacciones

y la viscosidad. Los factores que afectan la viscosidad de emulsiones se pueden clasificar en

aquellos relacionados con las propiedades físicas: viscosidad de la fase externa y contenido

29

de fase interna y los relacionados con las propiedades de la interfase como: formulación y

efectos electroviscosos. (Márquez R. , 2005)

Todos los modelos teóricos o empíricos indican una relación de proporcionalidad entre la

viscosidad de la emulsión y la viscosidad de la fase externa. Cuando el contenido de la fase

interna Ø es menor al 2%, las gotas no interactúan entre sí. Sin embargo, cuando Ø es menor

al 70% se presentan comportamientos no-Newtonianos, debido a la resistencia al flujo

originada por las interacciones entre las gotas. (Márquez R. , 2005)

En ausencia de interacciones fisicoquímicas, se puede aplicar la regla siguiente: cuanto

más concentrado el sistema, más complejo es el comportamiento reológico y mayor es su

viscosidad. Existen diferentes modelos que tratan de describir el comportamiento reológico

en emulsiones, Einstein propuso la expresión: (Romo, 1981)

𝜂 = 𝜂0 (1 + 2,5 𝜙)

Ecuación 3: Relación de la viscosidad en función del contenido de la fase interna.

(Romo, 1981)

En donde η0 representa a la viscosidad del solvente, la ecuación 3 es válida solo para Ø <

0,02 es decir en el caso en que no existen interacciones de las gotas entre sí, sino solo

interacciones entre las gotas y la fase externa. La influencia que ejerce el contenido de la fase

interna en fracción de volumen sobre la viscosidad relativa se muestra en la Figura 15.


Figura 15: Variación de la viscosidad relativa de una dispersión en función del contenido de

fase interna.


30

La electroviscosidad se produce en partículas en las que existe una doble capa eléctrica

donde el movimiento de la fase externa situada entre dos gotas se encuentra retrasado,

incrementado la resistencia a fluir del líquido en el sistema. Este fenómeno se presenta

debido al drenaje de la película de fase externa que se encuentra entre dos gotas vecinas, lo

que produce el arrastre de cargas eléctricas de la doble capa y, por consiguiente, una

diferencia de potencial que genera una fuerza que se opone al flujo. Además, este efecto

puede influir de forma indirecta, suponiendo que el fluido de la doble capa está ligado a la

gota, lo que se traduce en una mayor viscosidad por un aumento aparente del volumen de fase

interna. (Márquez R. , 2005)

Determinación de la viscosidad

La viscosidad es una propiedad muy crítica en inyectables vía intravenosa por lo que se

debe evaluar este parámetro como un atributo de estabilidad y calidad; la viscosidad de una

emulsión tipo O/W que contiene cantidades muy bajas de aceites y que además no contiene

agentes viscosantes se puede medir mediante el viscosímetro de Oswald dando como

resultado la viscosidad dinámica como se indica a continuación:

𝜂 = 𝑘1𝜌𝑡 − 𝑘2𝜌

𝑡

Ecuación 4: Viscosidad dinámica en cP.

(Romo, 1981)

En donde ρ es la densidad del líquido medido a 20ºC y las constantes k1 y k2 de un

viscosímetro se valoran midiendo el tiempo de flujo (t) de dos líquidos de viscosidad

conocida a la misma temperatura generalmente estas se encuentran tabuladas a 20ºC, como se

indica en la siguiente tabla:

Tabla 11: Viscosidad de varios líquidos tabuladas a 20ºC.

Líquido Viscosidad, cP

H2O

C6H6

C6H5NH2

C6H5OH

C6H5CH3

o-C6H4CH3NO2

m-C6H4CH3NO2

nC5H12

nC5H11OH

nC3H7OH

1,000

0,652

4,400

15,600

0,590

2,370

2,330

0,240

4,060

2,256

Fuente: (Romo, 1981)

31

2.2.9.5 Poder calórico

El poder o valor calórico para emulsiones parenterales no se encuentra normado bajo

ninguna especificación que indique los límites máximos y mínimos, sin embargo, la cantidad

de calorías o kilocalorías provenientes de grasas se controla de acuerdo con los

requerimientos nutricionales que el paciente necesita. La determinación del poder calórico se

la puede realizar utilizando los siguientes métodos:

Sistema de factores generales de Atwater

El sistema de factores generales de Atwater fue desarrollado por W.O. Atwater y sus colegas

en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) a finales del siglo XIX. El

sistema se basa en los calores de combustión de proteínas, grasas y carbohidratos, que son

corregidos mediante las pérdidas en la digestión, absorción y excreción urinaria de urea.

Utiliza un solo factor para cada uno de los sustratos que producen energía: proteínas, grasas,

carbohidratos, independientemente de la fuente en la que se encuentre. Los valores de energía

son 17kJ/g (4.0 kcal/g) para proteínas, 37 kJ/g (9.0 kcal/g) para grasas y 17 kJ/g (4.0 kcal/g)

para carbohidratos. El sistema general de Atwater también considera al alcohol como fuente

calórica con un valor redondeado de 29 kJ/g (7.0 kcal/g) o un valor no redondeado de (6.9

kcal/g). Este factor se multiplica por el % de proteínas, grasas, carbohidratos y alcohol

presentes en la fuente nutricional como se indica a continuación: (FAO, 2003)

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑜 (𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑔) = 4[% 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎𝑠] + 9[% 𝐺𝑟𝑎𝑠𝑎𝑠] + 4[% 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑜𝑠] + 7[% 𝐴𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙]

Ecuación 5: Valor energético mediante el Sistema de factores generales de Atwater.

(FAO, 2003)

Bomba calorimétrica adiabática

Figura 16: Bomba calorimétrica.

(Parr, 2007)

32

El poder calorífico (calor de combustión) de una muestra también puede determinarse

mediante el calor de combustión generado en la bomba calorimétrica; el calor de combustión

puede definirse en términos generales como el número de unidades de calor liberadas por una

unidad de masa de una muestra cuando se quema con oxígeno en un recinto de volumen

constante. El calor de combustión se calcula a partir de observaciones de temperatura antes,

durante y después de la combustión, con el margen adecuado para las correcciones

termoquímicas debido a la formación de HNO3 y la combustión del alambre de hierro;

además se debe determinar el equivalente térmico del calorímetro mediante su

estandarización; a continuación se indican las ecuaciones utilizadas para el cálculo de del

calor de combustión de una muestra: (ASTM International, 2002).

𝑊 = (𝐻𝑔 + 𝑒1 + 𝑒3)/𝑡

Ecuación 6: Equivalente térmico del calorímetro mediante estandarización.

(ASTM International, 2002)

En donde:

W = equivalente térmico del calorímetro (cal/ºC).

H = calor de combustión o valor calórico del estándar de ácido benzoico, (6318 cal/g).

g = peso de la muestra de ácido benzoico (g).

t = corrección de temperatura (ºC).

e1 = corrección del calor de formación del ácido nítrico (cal).

e3= corrección del calor de combustión del cable de hierro (cal).

𝐻𝑔 = (𝑡𝑊 − 𝑒1 − 𝑒2 − 𝑒3)/𝑔

Ecuación 7: Poder o valor calórico de la muestra.

(ASTM International, 2002)

En donde:

W = equivalente térmico del calorímetro (cal/ºC).

H = calor de combustión o valor calórico del estándar de ácido benzoico, (6318 cal/g).

g = peso de la muestra de ácido benzoico (g).

t = corrección de temperatura (ºC).

e1 = corrección del calor de formación del ácido nítrico (cal).

e3= corrección del calor de combustión del cable de hierro (cal).

2.2.9.6 Osmolaridad

La presión osmótica tiene una importancia fundamental en todos los procesos biológicos

donde hay difusión de solutos o transferencia de líquidos a través de membranas. La ósmosis

sucede cuando un disolvente, pero no las moléculas de soluto, pasa a través de una membrana

semipermeable desde regiones de menor a mayor concentración para llegar al equilibrio. Es

33

muy importante conocer las presiones osmóticas para poder determinar si una solución

parenteral es hipoosmótica, isoosmótica o hiperosmótica ya que esto puede ocasionar efectos

adversos como se indica en la Figura 17. Una medición cuantitativa de la presión osmótica

facilita la dilución requerida para producir una solución isoosmótica con respecto a la sangre

entera. (USP 41, 2018)

Figura 17: Importancia clínica de la osmolaridad en sustancias inyectables.

(Calvo, Esquisabel, Hernández, & Igartua, 2015)

La concentración osmolar se expresa en osmoles de soluto por litro de solución, pero

generalmente se emplea el submúltiplo miliosmoles (mosmol) de soluto por litro de solución

o kilogramo de solvente. A medida que aumenta la concentración de soluto, aumenta la

interacción entre las partículas disueltas y disminuye la osmolaridad real con respecto al valor

ideal. La desviación de las condiciones ideales es generalmente pequeña en soluciones dentro

del intervalo fisiológico. En soluciones de alta concentración, la osmolaridad real puede tener

valores considerablemente inferiores a los ideales. (ANMAT, 2003)

Remington (1885) indica que el punto de congelación de la sangre normal es

aproximadamente -0,56° C, y como el agua es el medio en que están suspendidos o disueltos

los diversos componentes de la sangre, es evidente que cualquiera solución acuosa cuyo

punto de congelación sea -0,56° C debe ser isotónica con la sangre. Ahora bien, es raro que

una solución que ha de ser inyectada en la vena tenga el antedicho punto de congelación, y

por ello es preciso añadir alguna sustancia terapéuticamente inactiva, si la solución es

hipotónica (punto de congelación de más de -0,56° C.), o diluir la solución, si es hipertónica

(punto de congelación menor de -0,56º C.). (págs. 171-172)

La osmolalidad es una medida de la presión osmótica ejercida por una solución real a

través de una membrana semipermeable. Al igual que la presión osmótica, otras propiedades

34

coligativas de una solución, como la disminución de la presión de vapor, la elevación del

punto de ebullición y la depresión del punto de congelación, también están directamente

relacionadas con la osmolalidad de la solución. De hecho, la osmolalidad de una solución

suele determinarse con mayor precisión y conveniencia al medir la depresión del punto de

congelación (ΔTf):

ΔTf = kfξm

donde kf es la constante crioscópica molal, que es una propiedad del disolvente. Para el

agua, el valor de kf es 1.860° por Osmol. Es decir, 1 Osmol de un soluto agregado a 1kg de

agua reduce el punto de congelación en 1.860°. Suponiendo que la concentración de soluto es

muy baja, la osmolalidad de una solución determinada experimentalmente puede convertirse

en osmolaridad de la misma manera en que la concentración de una solución se convierte de

molalidad la molaridad. A menos que una solución esté muy concentrada, la osmolaridad de

una solución (ξc) se puede calcular a partir de su osmolalidad determinada

experimentalmente (ξm):

ξc = 1000ξm / (1000 / ρ + ΣWiVi)

donde Wi es el peso en g; y Vi es el volumen específico parcial, en ml por g, del soluto i.

El volumen específico parcial de un soluto es el cambio en el volumen de una solución

cuando se disuelve 1 g de soluto adicional en la solución. Este volumen se puede determinar

mediante la medición de las densidades de la solución antes y después de la adición del

soluto. Los volúmenes específicos parciales de sales son generalmente muy pequeños,

alrededor de 0,1 ml por gramo. Sin embargo, los de otros solutos son generalmente más altos.

Por ejemplo, los volúmenes parciales específicos de aminoácidos están en el rango de 0.6 a

0.9 ml por g. Se puede mostrar a partir de la ecuación anterior que correlaciona la

osmolaridad con la osmolalidad que,

ξc = ξm (ρ - c)

donde ρ es la densidad de la solución, y c es la concentración total de soluto, ambas

expresadas en g por ml. Por lo tanto, alternativamente, la osmolaridad también se puede

calcular a partir de la osmolalidad determinada experimentalmente a partir de la medición de

la densidad de la solución por un método adecuado y el peso total del soluto, después de la

corrección del contenido de agua, disuelto por ml de la solución. (USP 41, 2018)

2.2.9.7 Tipo de emulsión

Mediante las siguientes pruebas físicas y químicas se puede determinar el tipo de

emulsión O/W (aceite en agua) o W/O (agua en aceite):

35

Conductividad eléctrica

Las emulsiones O/W tienen siempre mayor conductividad que las emulsiones W/O.

(Romo, 1981)

Miscibilidad

Una emulsión es miscible en el líquido que constituye la fase dispersante o un líquido

afín a dicha fase. Si el líquido que se usa como diluyente de la emulsión es miscible en agua

la emulsión es de tipo O/W, en el caso contrario será de tipo W/O. (Romo, 1981)

Coloración (Pruebas de tinción)

Las pruebas de tinción de emulsiones dan información sobre el tipo de emulsiones, es

decir indican si esta es de tipo O/W, W/O, una emulsión múltiple (W/O/W) ó (O/W/O), por

lo general se utiliza un colorante de carácter hidrofílico y se observa la emulsión en el

microscopio, la fase que tome la coloración será la acuosa es decir esta puede estar en la fase

dispersa o dispersante. (Romo, 1981)

2.2.10 Estabilidad y procesos de desestabilización en una emulsión.

La estabilidad de una emulsión depende de múltiples factores, entre ellos la formulación

fisicoquímica, ya que, de esta dependen los mecanismos de estabilización interfacial tales

como la repulsión electrostática, la repulsión estérica, el potencial de flujo y la viscosidad

interfacial. Los procesos de desestabilización de una emulsión involucran una serie de

mecanismos, entre ellos, la sedimentación, la floculación, la coalescencia y la maduración de

Ostwald (Márquez R. , 2005); como se indica en la siguiente figura:

Figura 18: Mecanismos de desestabilización de emulsiones.


36

La sedimentación de las gotas de una emulsión se produce debido a la diferencia de

densidad entre las fases, mediante la siguiente ecuación:

𝑉𝑠 =

29 𝑅2(𝜌𝑂 − 𝜌)𝑔

𝜇

Ecuación 8: Velocidad de sedimentación mediante la ecuación de Stokes.


La floculación se origina por la formación de agregados de gotas que tienen un efecto de

aumento aparente del tamaño de las partículas dentro de la emulsión, lo que acelera la

velocidad de sedimentación, pero no produce la separación definitiva del sistema; mientras

que la coalescencia es un proceso irreversible donde se fusionan dos o más gotas dando lugar

a la formación de gotas más grandes y conduce a la separación de fases de la emulsión.


Cuando las gotas de la emulsión que constituyen la fase discontinua forman flóculos sin

perder su identidad y posteriormente sedimentan por efecto de la gravedad o flotan por tener

menos densidad que la fase continua, se constituye el proceso que se denomina formación de

cremado; esta se forma a causa de los defectos en la formulación, entre estos los más

importantes son la deficiente cantidad de emulsificante o surfactante y la falta de agitación

mecánica para reducir a un mínimo el tamaño de las micro gotitas del líquido que constituye

la fase dispersa. (Romo, 1981)

Otro factor importante es la degradación de las sustancias orgánicas debido a los

microorganismos o por procesos de oxidación que alteran la estabilidad de la emulsión,

forman una capa cremada y eventualmente la desemulsificación del sistema. (Romo, 1981)

2.3 Fundamentación legal

El contexto legal aplicado a la investigación se respalda mediante:

2.3.1 Ley Orgánica de Salud: Ley 67, Registro Oficial Suplemento 423 de 22 de

diciembre del 2006.

Art. 154.- El Estado garantizará el acceso y disponibilidad de medicamentos de calidad y

su uso racional, priorizando los intereses de la salud pública sobre los económicos y

comerciales. Promoverá la producción, importación, comercialización, dispensación y

37

expendio de medicamentos genéricos con énfasis en los esenciales, de conformidad con la

normativa vigente en la materia. Su uso, prescripción, dispensación y expendio es obligatorio

en las instituciones de salud pública. (Ley Orgánica de la Salud, 2006)

Art. 158.- El desarrollo, la producción, manipulación, uso, almacenamiento, transporte,

distribución, importación, comercialización y expendio de productos nutraceúticos, será

permitido cuando se demuestre técnica y científicamente ante la autoridad sanitaria nacional,

su seguridad para el consumidor y el ambiente. El registro y control sanitarios de estos

productos se sujetará a las regulaciones vigentes para medicamentos. (Ley Orgánica de la

Salud, 2006)

2.3.2 Constitución del Ecuador 2008: Registro Oficial 449, Ultima Reforma: 13-jul-2011.

Título VII: Régimen del Buen Vivir.

Art. 363.-El estado será responsable de: Garantizar la disponibilidad y acceso a

medicamentos de calidad, seguros y eficaces, regular su comercialización y promover

la producción nacional y la utilización de medicamentos genéricos que respondan a

las necesidades epidemiológicas de la población. En el acceso a medicamentos, los intereses

de la salud pública prevalecerán sobre los económicos y comerciales. Ciencia, tecnología,

innovación y saberes ancestrales

Sección octava: Ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales

Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales,

en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas y soberanía, tendrá

como finalidad:

1. Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

3. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción nacional, eleven la

eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y contribuyan a la realización

del buen vivir.

Art. 387.- Será responsabilidad del Estado:

1. Facilitar e impulsar la incorporación a la sociedad del conocimiento para alcanzar los

objetivos del régimen de desarrollo.

2. Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la investigación

científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales, para así contribuir a la

realización del buen vivir, al sumak kawsay.

38

3. Garantizar la libertad de creación e investigación en el marco del respeto a la ética, la

naturaleza, el ambiente, y el rescate de los conocimientos ancestrales.

4. Reconocer la condición de investigador de acuerdo con la Ley. (Constitución del

Ecuador , 2008)

2.4 Hipótesis

2.4.5 Hipótesis de trabajo (Hi).

Se puede desarrollar una emulsión tipo O/W con aceite de coco y aceite de soya

utilizados como fuente de triglicéridos de cadena media y larga que sea estable y además

contenga las mismas propiedades que las emulsiones lipídicas importadas.

2.4.5 Hipótesis nula (Ho).

No se puede desarrollar una emulsión tipo O/W con aceite de coco y aceite de soya

utilizados como fuente de triglicéridos de cadena media y larga que sea estable y además

contenga las mismas propiedades que las emulsiones lipídicas importadas.

2.5 Sistema de Variables

Con el propósito de simplificar el desarrollo de la investigación se estableció 3 diseños

experimentales durante la segunda etapa en el cual se tomó en consideración las siguientes

variables:

2.5.1 Variables independientes

Etapa 2: Formación y estabilidad de las emulsiones.

Etapa 2-1: Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía

1. Contenido de fase oleosa

Niveles:

Fase oleosa al 10% p/p: 5% aceite de coco y 5% aceite de soya.


2. Mecanismos de agitación de alta energía

Niveles:

Agitación por alto cizallamiento (homogeneizador)

Agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®)

3. Tiempo (covariable)

39

Se evaluarán las variables de respuesta o dependientes en 23 períodos de tiempo

durante 100 días.

Etapa 2-2: Efectos de la esterilización


Niveles:



2. Esterilización

Niveles:

Sin esterilización

Con esterilización (autoclave)



durante 100 días.

Etapa 2-3: Efectos de la temperatura de almacenamiento


Niveles:



2. Temperatura de almacenamiento

Niveles:

5°C (almacenamiento en refrigeración)

40°C (almacenamiento en estufa)

3. Tipo de emulsión

Niveles

Comercial

Experimental


Se evaluó las variables de respuesta o dependientes en 16 períodos de tiempo durante

100 días.

2.5.2 Variables dependientes.

Etapa 2: Formación y estabilidad de las emulsiones.

Etapa 2-1: Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía

40

Las variables dependientes responden a la estabilidad de la emulsión lipídica para lo cual

se evaluará el tamaño de gota medido en nanómetros (nm) y la formación de la capa cremada

se medirá la altura de formación en milímetros (mm).

Etapa 2-2: Efectos de la esterilización

Las variables dependientes: tamaño de gota en nanómetros (nm), potencial zeta en

milivoltios (mV) y pH responden a la influencia de la esterilización y el contenido de fase

oleosa.

Etapa 2-3: Efectos de la temperatura de almacenamiento

La variable dependiente: tamaño de gota en nanómetros (nm) responde a la estabilidad e

influencia del contenido de fase oleosa, temperatura de almacenamiento y tipo de emulsión.

41

Capítulo III

3. Marco Metodológico

3.1 Diseño de la investigación

La investigación sigue un paradigma cuantitativo ya que se realizó el procesamiento y

análisis estadístico de los datos obtenidos experimentalmente, además alcanza un nivel

explicativo puesto que se determinó la influencia y los efectos de las variables independientes

sobre las variables de respuesta o dependientes con el propósito de evaluar la estabilidad de

las emulsiones y comparar contra un blanco (producto comercial). El desarrollo de la presente

investigación se la llevó a cabo en las siguientes tres etapas con el propósito de facilitar los

resultados experimentales.

Etapa 1: Análisis preliminar

Etapa 2: Formulación y estabilidad de las emulsiones

Etapa 3: Caracterización y comparación de las emulsiones

3.2 Población y muestra

La presente investigación no necesita una población y muestra ya que todas las

emulsiones se tomarán como la muestra total, de las cuales aquellas que presenten mayor

estabilidad se compararán contra un blanco (producto comercial).

3.3 Métodos y Materiales

3.3.1 Métodos

3.3.1.1 Etapa 1: Caracterización del aceite de coco y aceite de soya

Se determinó el perfil lipídico de los aceites mediante cromatografía de gases: se realizó

la metilación de los aceites de coco y aceite de soya para dar lugar a la formación de ésteres,

en donde se procedió de la siguiente manera: se colocó 3 gotas de aceite de coco en un balón

esmerilado de 50ml, se adicionó 5ml de solución NaOH-metanol y se conectó a un equipo de

reflujo durante 5-10 minutos hasta que la grasa se disuelva por completo, después se adicionó

5ml de reactivo BF3-metanol a través del condensador y se dejó hervir por 2 minutos, luego

se retiró de la fuente de calor y del condensador, se añadió 5ml de hexano, 15ml de solución

de NaCl saturada, se agitó por 30 segundos y se dejó reposar hasta la formación de dos fases,

finalmente se tomó 1ml de la fase sobrenadante (ésteres metílicos de ácidos grasos en

hexano) y 1ml de hexano (blanco) y se analizó en el cromatógrafo de gases según las

condiciones establecidas: (AOAC International, 1990)

42

Condiciones Cromatográficas:

Descripción de la columna: SPTM-2560, 100m×0.25mm I.D., 0.20µm film, 24056

Horno: 140°C (5min) hasta 240°C con 4°C/min

Inyección: 1µL, 260°C, Split 100:1

Fase móvil: Hexano para análisis (grado USP)

3.3.1.2 Etapa 1: Síntesis y caracterización del oleato de sodio

Para la síntesis del oleato de sodio se procedió de la siguiente manera: se pesó las

cantidades de ácido oleico e hidróxido de sodio según indicaron los cálculos

estequiométricos, se colocó en un balón esmerilado de 100ml y se relujó durante 60 minutos

a 75ºC con agitación magnética, después se colocó gotas de fenolftaleína y se realizó lavados

con agua fría hasta el cambio de coloración de rosado a transparente para eliminar el exceso

de hidróxido de sodio.

Para la identificación se realizó el análisis del ácido oleico y oleato de sodio mediante

espectrometría infrarroja para lo cual se preparó las pastillas con las muestras y bromuro de

potasio en proporción 1:10.

Para la caracterización se preparó soluciones de oleato de sodio de las siguientes

concentraciones molares: 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6 M y se determinó la concentración micelar

crítica (CMC) mediante el tensiómetro K100 de Krüss utilizando el método del anillo.

3.3.1.3 Etapa 2: Formulación y estabilidad de las emulsiones

Los componentes de la emulsión se establecieron de acuerdo con las formas

farmacéuticas comerciales y los beneficios que estos aportan a la formulación. La

composición de aceites, glicerina, vitamina E y tensioactivos se definió en base a los

productos comerciales; la composición de oleato de sodio y lecitina de soya se calculó de

acuerdo con el BHL requerido por la fase oleosa, con lo cual se obtuvo la siguiente

formulación:

43

Tabla 12: Composición de las emulsiones al 10 y 20% p/p.

Componentes 10% p/p 20% p/p

Mezcla de aceites 10,00 20,00

Lecitina de soya 0,60 - 1,80 0,60 - 1,80

Oleato de sodio 1,70 - 2,50 1,70 - 2,50

Vitamina E 0,01 – 2,00 0,01 – 2,00

Glicerina 1,70 - 2,50 1,70 - 2,50

Agua c.s.p c.s.p

Efectos del contenido de fase oleosa y mecanismos de agitación de alta energía

Se pesó los componentes de la fase acuosa y fase oleosa por separado en vasos de

precipitación, se colocó en la plancha IKA RT-5 a una velocidad de agitación de 300 rpm a

40°C durante 40 minutos, después para cada una de las formulaciones al 10 y 20% p/p se

aplicó los mecanismos de agitación de alta energía: agitación por alto cizallamiento

(homogeneizador) y agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®) como se indica a

continuación: se añadió gota a gota la fase interna a la fase externa a 3000 rpm durante 5

minutos, después se aumentó la velocidad a 9000rpm durante 15 minutos.

Para la evaluación de la estabilidad de cada una de las unidades experimentales

(emulsiones) se midió el tamaño de gota en nanómetros (nm) mediante dispersión de luz

dinámica DLS (dilución de la emulsión 0,5:100) y la formación de cremado en milímetros

(mm); el muestreo se realizó durante 100 días en 23 tiempos y se almacenó a 5ºC

(temperatura de refrigeración). Adicionalmente para dar seguimiento a la estabilidad de todas

las unidades experimentales se midió el índice de polidispersión en los mismos tiempos y se

visualizó en el microscopio óptico (40x) en dos tiempos: 1 y 100 días.

Efectos de la esterilización

Para las unidades experimentales que no presentaron cambios significativos con respecto

a las variables dependientes se realizó el siguiente procedimiento:

Se preparó 6 réplicas de cada unidad experimental (al 10% y 20% p/p utilizando

homogeneizador) según el procedimiento establecido anteriormente; 3 réplicas se sometieron

a esterilización mediante autoclave a 121ºC y 1 atm durante 30 minutos y para las 3 réplicas

restantes no se realizó esterilización; todas se almacenaron a 5ºC y se evaluó lo siguientes

parámetros: tamaño de gota y pH en 23 tiempos; potencial zeta en 4 tiempos; tipo de

emulsión mediante pruebas de tinción en 2 tiempos, todo esto durante 100 días.

44

Adicionalmente se preparó dos emulsiones (muestras de control): al 10% y 20% p/p con

esterilización en donde se evaluó el pH antes de la esterilización y después de 4 meses.

Efectos de la temperatura de almacenamiento


a las variables dependientes se realizó el siguiente procedimiento:

Se preparó 6 réplicas de cada unidad experimental (al 10% y 20% p/p utilizando

homogeneizador) según el procedimiento establecido anteriormente; se almacenó 3 réplicas a

5ºC y 3 réplicas a 40ºC se evaluó el tamaño de gota en 16 tiempos durante 100 días. Para el

producto comercial se tomó 6 muestras de cada una (al 10% y 20% p/p) y se realizó el mismo

tratamiento.

3.3.1.4 Etapa 3: Caracterización y comparación de las emulsiones


a las variables dependientes de la segunda etapa se comparó contra un blanco (producto

comercial) las siguientes propiedades fisicoquímicas:

Viscosidad

Para determinar la viscosidad de las emulsiones se utilizó el viscosímetro de Oswald

previamente calibrado con agua y propanol, y se midió el tiempo de flujo del punto 1 al punto

2 en un baño térmico ajustado a 20ºC.

Poder calórico

Se determinó el poder calórico de las emulsiones utilizando el calorímetro adiabático

previamente estandarizado con ácido benzoico. En la camisa adiabática externa se midió 2

litros de agua y se calentó hasta 25°C, en la bomba calorimétrica se añadió 1ml de agua, se

pesó aproximadamente 1g de muestra (contenido de emulsión sin agua) y 100mm de alambre

de hierro que posteriormente se ajustó a los electrodos de manera que estos queden en

contacto con la muestra para la ignición, después se cerró el sistema, se conectó la válvula y

se abrió la llave de salida de la bomba durante 10s para sacar el aire presente, se cerró la llave

y se inyectó 20atm de O2. Se colocó la bomba en la camisa externa, se conectó los terminales

para la ignición, se cerró el sistema y se inició la ignición (cuando la temperatura de la camisa

adiabática externa sea igual o tiene una variación de ± 0,05°C a la temperatura de la camisa

interna del sistema). Se tomó la temperatura inicial de ignición y las temperaturas cada 30

45

segundos hasta que esta permanezca constante tres veces. Finalmente, se apagó el equipo, se

abrió la llave de salida del O2 y el contenido de la bomba (ácido nítrico formado) se tituló con

Na2CO3 ≈ 0.0725 N utilizando anaranjado metilo como indicador y se pesó el alambre de

hierro no combustionado. (ASTM International, 2002)

Osmolaridad

Se determinó la osmolaridad mediante el descenso del punto de congelación: en un vaso

Dewar se colocó un baño de hielo y cloruro de sodio en proporciones 3:1, en un tubo de

vidrio se colocó aproximadamente 2ml de emulsión y se sumergió en el baño de hielo -

cloruro de sodio, se tomó las temperaturas hasta esta se vuelva constante (punto de

congelación). (USP 41, 2018)

Pruebas con mezclas de aminoácidos en solución

Se evaluó la estabilidad de la emulsiones experimentales y comerciales al mezclar con

aminoácidos en solución en proporciones: (1:1), (0.5:1) y (1:0.5), se visualizaron los efectos

y se midió el potencial zeta mediante DLS.

3.3.2 Materiales, reactivos y equipos

3.3.2.1 Materiales de laboratorio

- Balones aforados 250ml

- Balón aforado 500ml

- Caja petri de vidrio

- Equipo de reflujo

- Equipo de filtración al vacío: Erlenmeyer y embudo Büchner

- Erlenmeyer 125ml

- Espátula metálica

- Frascos de vidrio de 300ml

- Gradilla

- Jeringas 1, 3,5, 20ml

- Micropipetas 100, 500μL

- Tubos de plástico 100ml

- Papel filtro

- Papel film

- Piseta

- Porta/cubre objetos

- Vasos de precipitación de 10, 100, 250ml, 500ml

3.3.2.2 Equipos

- Balanza Analítica Marca Mettler Toledo Precisión: ± 0.0001 𝑔

- Bomba calorimétrica adiabática Marca Parr

46

- Baño térmico

- Bomba al vacío

- Cromatógrafo de gases YL 6500GC con detector FID. Proporcionado por el

Laboratorio OSP- Facultad de Ciencias Químicas.

- Dispersión de luz dinámica (DLS) Marca Horiba SZ-100

- Espectrofotómetro Infrarrojo. Proporcionado por el Laboratorio OSP- Facultad de

Ciencias Químicas.

- Estufa

- Homogeneizador Silverson L4RT high shear mixer

- Microscopio óptico

- Placa de calefacción con agitador analógico y magnético de laboratorio con 5

posiciones. Marca: IKA. Modelo: RT 5 Power. Puestos de agitación sincronizados de

0-1100 rpm.

- Potenciómetro Mettler Toledo

- Refractómetro

- Ultra Turrax Marca IKA Modelo T10BS1

- Tensiómetro K100 de Krüss GMBH

3.3.2.3 Reactivos

- Ácido benzoico (pastillas)

- Ácido clorhídrico ≈0.5N

- Agua destilada Tipo I

- Aceite de soya

- Aceite de coco

- Ácido oleico

- Carbonato de sodio

- Colorante azul de metileno

- Colorante rojo a la grasa

- Glicerina

- Hexano para análisis (grado USP)

- Indicadores: Anaranjado de metilo, Fenolftaleína

- Lecitina de soya

- Oleato de sodio

- Propanol

- Solución de cloruro de sodio saturada

- Solución etanólica de hidróxido de sodio ≈ 0.5N

- Solución de hidróxido de sodio/ metanol

- Solución de trifluoruro de boro-metanol (BF3-metanol)

- Vitamina E

3.4 Diseño experimental

Con el propósito de facilitar el procesamiento de los datos obtenidos experimentalmente

y conocer la influencia de cada uno de los factores, la investigación se dividió en tres etapas:

47

3.4.1 Etapa 1: Análisis preliminares

En la primera etapa se realizó el perfil lipídico del aceite de coco y aceite de soya para

comprobar la existencia de los triglicéridos de cadena media y larga, siendo este un indicador

de calidad de los aceites, los resultados fueron comparados con las especificaciones

declaradas en USP 41 NF 36; además se realizó la síntesis del oleato de sodio, el cual se

caracterizó mediante espectroscopía infrarroja IR y concentración micelar crítica (CMC).

3.4.2 Etapa 2: Formación y estabilidad de las emulsiones

Durante la segunda etapa se estableció tres diseños experimentales que favoreció al

procesamiento de los datos experimentales y a la evaluación de la influencia de cada uno de

los factores y sus interacciones entre sí, para lo cual se trabajó con un nivel de confianza del

95% y para cada una de las unidades experimentales se evaluó tres replicas con el propósito

de evaluar la variabilidad entre experimentos, la reproducibilidad del método y efectos de

cada uno de los factores.

3.4.2.1 Efectos del contenido de fase oleosa y mecanismos de agitación de alta energía

Se midió los efectos de los factores sobre las variables dependientes: tamaño de gota y

formación de capa cremada, mediante un diseño factorial AxBxC de dos factores y una

covariable mediante el cual se determinó los mejores resultados debido la influencia de las

causas y la estabilidad de las emulsiones.

Codificación de factores:

Factor A (Contenido de fase oleosa), con dos niveles:

A1 = Fase oleosa al 10% p/p: 5% aceite de coco y 5% aceite de soya.


Factor B (Mecanismos de agitación de alta energía), con dos niveles:

H = Agitación por alto cizallamiento (homogeneizador); H1, H2 y H3 corresponden a

las tres replicas.

U = Agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®); U1, U2 y U3 corresponden a las

tres replicas.

Factor C: Tiempo (covariable)


durante 100 días. (t1, t2, t3………..t100 para cada uno de los tiempos de medición).

48

Tabla 12: Matriz del diseño experimental para tamaño de gota y formación de capa cremada.

FACTOR A: Contenido de fase oleosa

10% p/p 20% p/p

FACTOR C

Tiempo

FACTOR B: Métodos de agitación de alta energía

Homogeneizador Ultraturrax® Homogeneizador Ultraturrax®

t1

A1H1t1

A1H2t1

A1H3t1

A1U1t1

A1U2t1

A1U3t1

A2H1t1

A2H2t1

A2H3t1

A2U1t1

A2U2t1

A2U3t1

t2

A1H1t2

A1H2t2

A1H3t2

A1U1t2

A1U2t2

A1U3t2

A2H1t2

A2H2t2

A2H3t2

A2U1t2

A2U2t2

A2U3t2

t3

t23

A1H1t3

A1H2t3

A1H3t3

.

.

.

.

A1H1t100

A1H2t100

A1H3t100

A1U1t3

A1U2t3

A1U3t3

.

.

.

.

A1U1t100

A1U2t100

A1U3t100

A2H1t3

A2H2t3

A2H3t3

.

.

.

.

A2H1t100

A2H2t100

A2H3t100

A2U1t3

A2U2t3

A2U3t3

.

.

.

.

A2U1t100

A2U2t100

A2U3t100

Promedio 𝑨𝟏𝑯̅̅ ̅̅ ̅̅ 𝑨𝟏𝑼̅̅ ̅̅ ̅̅ 𝑨𝟐𝑯̅̅ ̅̅ ̅̅ 𝑨𝟐𝑼̅̅ ̅̅ ̅̅

Desviación

estándar 𝑺𝑨𝟏𝑯 𝑺𝑨𝟏𝑼 𝑺𝑨𝟐𝑯 𝑺𝑨𝟐𝑼

3.4.2.2 Efectos de la esterilización

En la segunda parte, para las emulsiones que no presentaron cambios significativos y

tuvieron mejores resultados de estabilidad con respecto al primer diseño experimental se

estableció las siguientes variables independientes y los efectos se midieron mediante las

variables de respuesta o dependientes: tamaño de gota, pH y potencial zeta a través de un

diseño factorial AxCxD de dos factores y una covariable.






Se evaluó las variables de respuesta o dependientes en 23 períodos de tiempo para

tamaño de gota y pH; y el potencial zeta en 4 períodos de tiempo durante 100 días (t1,

t2, t3………..t100 para cada uno de los tiempos de medición).

49

Factor D (Esterilización), con dos niveles:

S = Sin esterilización (S1, S2 y S3 corresponden a las tres replicas)

E = Con esterilización (E1, E2 y E3 corresponden a las tres replicas)

Tabla 13: Matriz del diseño experimental para tamaño de gota, potencial zeta y pH.


10% p/p 20% p/p

FACTOR C

Tiempo

FACTOR D: Esterilización

Sin

esterilización

Con

esterilización

Sin

esterilización

Con

esterilización

t1

A1S1t1

A1S2t1

A1S3t1

A1E1t1

A1E2t1

A1E3t1

A2S1t1

A2S2t1

A2S3t1

A2E1t1

A2E2t1

A2E3t1

t2

A1S1t2

A1S2t2

A1S3t2

A1E1t2

A1E2t2

A1E3t2

A2S1t2

A2S2t2

A2S3t2

A2E1t2

A2E2t2

A2E3t2

t3

t100

A1S1t3

A1S2t3

A1S3t3

.

.

.

.

.

A1S1t100

A1S2t100

A1S3t100

A1E1t3

A1E2t3

A1E3t3

.

.

.

.

.

A1E1t100

A1E2t100

A1E3t100

A2S1t3

A2S2t3

A2S3t3

.

.

.

.

.

A2S1t100

A2S2t100

A2S3t100

A2E1t3

A2E2t3

A2E3t3

.

.

.

.

.

A2E1t100

A2E2t100

A2E3t100

Promedio 𝑨𝟏𝑺̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟏𝑬̅̅ ̅̅ ̅̅ 𝑨𝟐𝑺̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟐𝑬̅̅ ̅̅ ̅̅

Desviación

estándar 𝑺𝑨𝟏𝑺 𝑺𝑨𝟏𝑬 𝑺𝑨𝟐𝑺 𝑺𝑨𝟐𝑬

3.4.2.3 Efectos de la temperatura de almacenamiento

Se determinó la influencia de la temperatura de almacenamiento, contenido de fase

oleosa y tiempo (covariable) sobre el tamaño de gota de las emulsiones formuladas y las

comerciales; los efectos se midieron mediante el tamaño de gota a través de un diseño

factorial AxCxExF de tres factores y una covariable.





50


Se evaluó las variables de respuesta o dependientes en 23 períodos de tiempo para

tamaño de gota y pH; y el potencial zeta en 4 períodos de tiempo durante 100 días (t1,

t2, t3………..t100 para cada uno de los tiempos de medición).

Factor E (Tipo de emulsión)

C= Comercial (C1, C2 y C3 corresponden a las tres replicas)

X= Experimental (X1, X2 y X3 corresponden a las tres replicas)

Factor T (Temperatura de almacenamiento), con dos niveles:

Q = 5°C (Q1, Q2 y Q3 corresponden a las tres replicas)

R = 40°C (R1, R2 y R3 corresponden a las tres replicas)

Tabla 14: Matriz del diseño experimental para tamaño de gota, potencial zeta y pH.


FACTOR

C Tiempo

10% p/p 20% p/p

FACTOR E: Tipo de emulsión

Comercial Experimental Comercial Experimental

FACTOR T: Temperatura de almacenamiento

5°C 40°C 5°C 40°C 5°C 40°C 5°C 40°C

t1

A1C1Q1t1

A1C2Q2t1 A1C3Q3t1

A1C1R1t1

A1C2R2t1

A1C3R3t1

A1X1Q1t1

A1X2Q2t1

A1X3Q3t1

A1X1R1t1

A1X2R2t1

A1X3R3t1

A2C1Q1t1

A2C2Q2t1 A2C3Q3t1

A2C1R1t1

A2C2R2t1

A2C3R3t1

A2X1Q1t1

A2X2Q2t1

A2X3Q3t1

A2X1R1t1

A2X2R2t1

A2X3R3t1

t2

A1C1Q1t2

A1C2Q2t2

A1C3Q3t2

A1C1R1t2

A1C2R2t2

A1C3R3t2

A1X1Q1t2

A1X2Q2t2

A1X3Q3t2

A1X1R1t2

A1X2R2t2

A1X3R3t2

A2C1Q1t2

A2C2Q2t2

A2C3Q3t2

A2C1R1t2

A2C2R2t2

A2C3R3t2

A2X1Q1t2

A2X2Q2t2

A2X3Q3t2

A2X1R1t2

A2X2R2t2

A2X3R3t2

t3

t100

A1C1Q1t3

A1C2Q2t3

A1C3Q3t3

.

.

.

.

.

.

A1C1R1t3

A1C2R2t3

A1C3R3t3

.

.

.

.

.

.

A1X1Q1t3

A1X2Q2t3

A1X3Q3t3

.

.

.

.

.

.

A1X1R1t3

A1X2R2t3

A1X3R3t3

.

.

.

.

.

.

A2C1Q1t3

A2C2Q2t3

A2C3Q3t3

.

.

.

.

.

.

.

A2C1R1t3

A2C2R2t3

A2C3R3t3

.

.

.

.

.

.

A2X1Q1t3

A2X2Q2t3

A2X3Q3t3

.

.

.

.

.

.

A2X1R1t3

A2X2R2t3

A2X3R3t3

.

.

.

.

.

.

Promedio 𝑨𝟏𝑪𝑸̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟏𝑪𝑹̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟏𝑿𝑸̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟏𝑿𝑹̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟐𝑪𝑸̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟐𝑪𝑹̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟐𝑿𝑸̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ 𝑨𝟐𝑿𝑹̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅

Desviación

estándar 𝑺𝑨𝟏𝑪𝑸 𝑺𝑨𝟏𝑪𝑹 𝑺𝑨𝟏𝑿𝑸 𝑺𝑨𝟏𝑿𝑹 𝑺𝑨𝟐𝑪𝑸 𝑺𝑨𝟐𝑪𝑹 𝑺𝑨𝟐𝑿𝑸 𝑺𝑨𝟐𝑿𝑹

3.4.3 Etapa 3: Caracterización y comparación de las emulsiones

En la tercera etapa se realizó la comparación de las siguientes propiedades

fisicoquímicas: viscosidad, poder calórico, osmolaridad y pruebas de estabilidad con una

mezcla de aminoácidos en solución, lo cual determinó la validez de las emulsiones

formuladas mediante la interpretación de los resultados a través de gráficos y cuadros

comparativos.

51

3.5 Operacionalización de variables

3.5.1 Efectos del contenido de fase oleosa y mecanismos de agitación de alta energía

Los parámetros analizados son:

a. Tamaño de gota

b. Formación de capa cremada

Tabla 15: Operacionalización de variables del contenido de fase oleosa y métodos de

agitación de alta energía.

Variable

independiente Dimensiones Variable dependiente

Tie

mp

o

Contenido de

fase oleosa

a. 10 % p/p

b. 20% p/p

tamaño de gota (nm)

formación de capa

cremada (mm) Métodos de

agitación de

alta energía

a. Agitación por alto

cizallamiento

(homogeneizador)

b. Agitación por bajo

cizallamiento

(ultraturrax®)

3.5.2 Efectos de la esterilización

Los parámetros analizados son:

a. Tamaño de gota

b. pH

c. Potencial zeta

Tabla 16: Operacionalización de variables de los efectos de la esterilización.

Variable

independiente Dimensiones Variable dependiente

Tie

mpo

Contenido de

fase oleosa

a. 10 % p/p

b. 20% p/p

tamaño de gota (nm)

pH (adimensional)

potencial zeta (mV) Esterilización a. Sin esterilización

b. Con esterilización

52

3.5.3 Efectos de la temperatura de almacenamiento

En la tercera etapa los parámetros analizados son:

a. Tamaño de gota

Tabla 17: Operacionalización de variables de los efectos de la temperatura de

almacenamiento.

Variable independiente Dimensiones Variable dependiente

Tie

mpo

Contenido de fase

oleosa

a. 10 % p/p

b. 20% p/p

tamaño de gota

(nm)

Tipo de emulsión a. Comercial

b. Experimental

Temperatura de

almacenamiento

a. 5°C

b. 40°C

3.5 Técnicas de análisis e interpretación de resultados

Para el análisis de los resultados de tamaño de gota, formación de capa cremada, pH y

potencial zeta, se calculó los efectos e interacciones entre los factores aplicados durante la

experimentación para lo cual se utilizó el análisis de varianza (ANOVA) siguiendo un

Modelo Lineal General ya que la distribución de los datos es normal; además se plantearon

las siguientes hipótesis estadísticas, de acuerdo con las etapas establecidas anteriormente:

3.5.1 Pruebas de hipótesis

Factor A

𝐻0 = 𝜎2𝐴1 = ⋯ = 𝜎2

𝐴𝛼 = 0 (el factor contenido de fase oleosa no influye)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐴1 > ⋯ = 𝜎2

𝐴𝛼 ≠ 0 (el factor contenido de fase oleosa influye)

Factor B

𝐻0 = 𝜎2𝐵1 = ⋯ = 𝜎2

𝐵𝛼 = 0 (el factor métodos de agitación de alta energía no

influye)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐵1 > ⋯ = 𝜎2

𝐵𝛼 ≠ 0 (el factor métodos de agitación de alta energía influye)

Factor C

𝐻0 = 𝜎2𝐶1 = ⋯ = 𝜎2

𝐶𝛼 = 0 (el factor tiempo no influye)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐶1 > ⋯ = 𝜎2

𝐶𝛼 ≠ 0 (el factor tiempo influye)

53

Factor D

𝐻0 = 𝜎2𝐷1 = ⋯ = 𝜎2

𝐷𝛼 = 0 (el factor esterilización no influye)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐷1 > ⋯ = 𝜎2

𝐷𝛼 ≠ 0 (el factor esterilización influye)

Factor E

𝐻0 = 𝜎2𝐸1 = ⋯ = 𝜎2

𝐸𝛼 = 0 (el factor tipo de emulsión no influye)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐸1 > ⋯ = 𝜎2

𝐸𝛼 ≠ 0 (el factor tipo de emulsión influye)

Factor T

𝐻0 = 𝜎2𝑇1 = ⋯ = 𝜎2

𝑇𝛼 = 0 (el factor temperatura de almacenamiento no influye)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝑇1 > ⋯ = 𝜎2

𝑇𝛼 ≠ 0 (el factor temperatura de almacenamiento influye)

Interacciones AB

𝐻0 = 𝜎2𝐴1𝜎2

𝐵1 = ⋯ = 𝜎2𝐴𝛼𝜎2

𝐵𝛼 = 0 (las interacciones del factor A y B no

influyen)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐴1𝜎2

𝐵1 > ⋯ = 𝜎2𝐴𝛼𝜎2

𝐵𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor A y B influyen)

Interacciones BC

𝐻0 = 𝜎2𝐵1𝜎2

𝐶1 = ⋯ = 𝜎2𝐵𝛼𝜎2

𝐶𝛼 = 0 (las interacciones del factor B y C no

influyen)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐵1𝜎2

𝐶1 > ⋯ = 𝜎2𝐵𝛼𝜎2

𝐶𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor B y C influyen)

Interacciones AC

𝐻0 = 𝜎2𝐴1𝜎2

𝐶1 = ⋯ = 𝜎2𝐴𝛼𝜎2

𝐶𝛼 = 0 (las interacciones del factor A y C no

influyen)


𝐶1 > ⋯ = 𝜎2𝐴𝛼𝜎2

𝐶𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor A y C influyen)

Interacciones CD

𝐻0 = 𝜎2𝐶1𝜎2

𝐷1 = ⋯ = 𝜎2𝐶𝛼𝜎2

𝐷𝛼 = 0 (las interacciones del factor C y D no

influyen)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐶1𝜎2

𝐷1 > ⋯ = 𝜎2𝐶𝛼𝜎2

𝐷𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor C y D influyen)

54

Interacciones AD

𝐻0 = 𝜎2𝐶1𝜎2

𝐷1 = ⋯ = 𝜎2𝐶𝛼𝜎2

𝐷𝛼 = 0 (las interacciones del factor A y D no

influyen)

𝐻𝑖 = 𝜎2𝐶1𝜎2

𝐷1 > ⋯ = 𝜎2𝐶𝛼𝜎2

𝐷𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor A y D influyen)

Interacciones ABC

𝐻0 = 𝜎2𝐴1𝜎2

𝐵1𝜎2𝐶1 = ⋯ = 𝜎2

𝐴𝛼𝜎2𝐵𝛼𝜎2

𝐶𝛼 = 0 (las interacciones del factor A, B y

C no influyen)


𝐵1𝜎2𝐶1 > ⋯ = 𝜎2

𝐴𝛼𝜎2𝐵𝛼𝜎2

𝐶𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor A, B y

C influyen)

Interacciones ACD

𝐻0 = 𝜎2𝐴1𝜎2

𝐶1𝜎2𝐷1 = ⋯ = 𝜎2

𝐴𝛼𝜎2𝐶𝛼𝜎2

𝐷𝛼 = 0 (las interacciones del factor A, C y

D no influyen)


𝐶1𝜎2𝐷1 > ⋯ = 𝜎2

𝐴𝛼𝜎2𝐶𝛼𝜎2

𝐷𝛼 ≠ 0 (las interacciones del factor A, C y

D influyen)

Interacciones ACET

𝐻0 = 𝜎2𝐴1𝜎2

𝐶1𝜎2𝐸1𝜎2

𝑇1 = ⋯ = 𝜎2𝐴1𝜎2


𝑇1 = 0 (las interacciones del

factor A, C y D no influyen)



𝑇1 > ⋯ = 𝜎2𝐴1𝜎2


𝑇1 ≠ 0 (las interacciones del

factor A, C y D influyen)

3.6 Técnicas de análisis e instrumentos de recolección de datos (IRD)

La técnica de observación usada implica todos los parámetros medibles de las diferentes

emulsiones lipídicas variando las cantidades agua-aceite y los tipos de agitación, ya que esta

es una prueba de desestabilización de la emulsión.

Para la recolección de datos se utilizó la técnica de observación, mediante el instrumento

de guía de observación del anexo C

55

Capítulo IV

Análisis y Discusión de Resultados.

El análisis de los resultados se realizó mediante las siguientes etapas:

Etapa 1: Análisis preliminar

Etapa 2: Formulación y estabilidad de las emulsiones

Etapa 3: Caracterización y comparación de las emulsiones

4.1 Análisis preliminar: Caracterización de aceite de coco y aceite de soya.

El cromatograma del aceite de coco (Figura 19) indica los picos cromatográficos de

acuerdo con los tiempos de retención de cada uno de los ácidos grasos, los picos más

prominentes son del ácido láurico con 47,8% y ácido mirístico con 15,4% con tiempos de

retención de 20,012 y 25,923 min. respectivamente; como se observa en el cromatograma los

tiempos de retención aumentan conforme se incrementa el número de carbonos debido a la

polaridad de la columna cromatográfica, así se observa que para el ácido caprílico C8 el

tiempo de retención es igual a 14,730 min. y para el ácido linoleico C18:2 es igual a 35,145

min. Además, al establecer una comparación con la USP 41 en la Tabla 18 se puede

visualizar que gran parte de los ácidos grasos se encuentran dentro de especificación; para los

ácidos grasos ácido linolénico, araquídico y eicosenoico se indicó su ausencia, esto pudo ser

causado por el pre-tratamiento (esterificación) que se realizó a la muestra antes de inyectar a

la columna cromatográfica, por la sensibilidad del equipo o por la ausencia de los mismos en

el aceite; este análisis demostró la calidad del aceite de coco para ser utilizado como fuente

de triglicéridos de cadena media ya que se comprobó que contiene 6,4% de ácido caprílico y

5,4% de ácido caproico que son utilizados al momento de preparar emulsiones de tipo

parenteral. Todos los resultados obtenidos con respecto a los tiempos de retención, altura y

área del pico se ven reflejados en el Anexo D.

Tabla 18: Comparación del perfil lipídico del aceite de coco.

Ácido Graso Nº de

carbonos %

USP 41 -NF 36

%

Experimentales

ácido caproico C6:0 < 1,5 1,3

ácido caprílico C8:0 5,0 - 11,0 6,4

ácido cáprico C10:0 4,0 - 9,0 5,4

ácido láurico C12:0 40 - 50 47,8

ácido mirístico C14:0 15 - 20 15,4

acido palmítico C16:0 7 - 12 7,5

ácido esteárico C18:0 1,5 - 5 2,3

56

ácido oleico C18:1 4 - 10 9,7

acido linoleico C18:2 1 - 3 2,6

ácido linolénico C18:3 < 0,2 -

ácido araquídico C20:0 < 0,2 -

ácido eicosenoico C20:1 < 0,2 -

Figura 19: Cromatograma de aceite de coco obtenido experimentalmente mediante

cromatografía de gases.

El cromatograma del aceite de soya (Figura 20) indicó dos picos característicos

pertenecientes al ácido oleico con 26,3% y ácido linoleico con 51,2% con tiempos de

retención de 34,510 y 35,412 min. respectivamente; como se indica en la Tabla 19 el aceite

de soya analizado cumple con las especificaciones establecidas por la USP 41 lo que indica la

aceptación de la materia prima debido a la calidad que este posee, además con este análisis se

demostró que el aceite de soya puede ser utilizado como fuente de triglicéridos de cadena

larga ya que posee cadenas C16 y C18. En el Anexo E se puede visualizar que los tiempos de

retención son muy cercanos pero diferentes, esto es debido a que las cadenas C18 poseen un

número variado de dobles enlaces lo que interfiere en la polaridad de los ácidos grasos y hace

que los tiempos de retención sean diferentes.

Tabla 19: Comparación del perfil lipídico del aceite de soya.

Ácido Graso Nº de carbonos %

USP 41 - NF 36

%

Experimentales

ácido palmítico C16:0 9,0 -13,0 12,1

ácido esteárico C18:0 2,5 – 5,0 4,60

ácido oleico C18:1 17,0 – 30,0 26,3

ácido linoleico C18:2 48,0 – 58,0 51,2

ácido linolénico C18:3 5,0 – 11,0 5,80

57

Figura 20: Cromatograma de aceite de soya obtenido experimentalmente mediante

cromatografía de gases.

4.2 Análisis preliminar: Síntesis y caracterización del oleato de sodio

La síntesis del oleato de sodio se llevó a cabo mediante la desprotonación completa del

ácido carboxílico en este caso el ácido oleico para la formación de una sal de ácido

carboxílico, es decir el oleato de sodio, el reflujo durante una hora favoreció a la formación

del oleato de sodio; el hidróxido de sodio colocado en exceso al inicio de la reacción se

eliminó con lavados de agua fría y la fenolftaleína indicó su eliminación completa. La síntesis

se realizó por triplicado obteniendo un rendimiento promedio del 81,90% con una desviación

de la media de 2,165, estos resultados se pudieron ver influenciados por la pérdida de oleato

de sodio en los lavados.

Tabla 20: Condiciones experimentales para la formación del oleato de sodio

Replicas ácido oleico

(g)

hidróxido de

sodio (g)

oleato de sodio

(g)

Rendimiento

(%)

1 10,0056 1,5776 8,1654 81,65

2 9,7588 1,4160 8,4170 84,17

3 9,9940 1,5089 7,9861 79,86

Promedio 9,9195 1,5008 8,1895 81,90

Desviación estándar 0,1393 0,0811 0,2165 2,165

Se identificó la formación del oleato de sodio mediante espectroscopia infrarroja, la

Figura 21 y 22 indican los espectros obtenidos para el ácido oleico y oleato de sodio

respectivamente; el espectro infrarrojo experimental del ácido oleico presentó una banda

intensa de absorción del grupo carbonilo en 1711,43cm-1 y una banda ancha de absorción del

grupo hidroxilo en 3428,89cm-1; teóricamente la banda del ácido carboxílico puede ser

58

absorbida entre 1730-1700cm-1 y la vibración O-H perteneciente al ácido carboxílico absorbe

en una banda amplia de 3500-2500cm-1, el intervalo de frecuencia del hidroxilo es menor que

las frecuencias de tensión del grupo hidroxilo del agua y de los alcoholes, cuyos grupos

absorben en una banda centrada de 3300cm-1, en el espectro de un ácido carboxílico la banda

ancha del grupo hidroxilo aparece por encima de la región perteneciente a la tensión C-H,

este solapamiento de absorciones da a la región de absorción de 3000cm-1 una tensión

pronunciada debido a la anchura del pico correspondiente a la tensión O-H,

experimentalmente este solapamiento presentó una banda intensa de absorción C-H en

2927,94 cm-1; en el espectro infrarrojo del oleato de sodio la banda del grupo carbonilo se

desplazó hasta 1578,92cm-1 debido a la formación de la sal del ácido carboxílico, las bandas

de 2704,16 y 2789,43cm-1 se asignan a la tensión de los grupos -CH2 y -CH3 y son

características de las cadenas de carbonos del oleato y la banda de 1382,71cm-1 corresponde a

las vibración de las cadenas hidrocarbonadas. (Wade, 2005)

Figura 21: Espectro infrarrojo experimental del ácido oleico.

Figura 22: Espectro infrarrojo experimental del oleato de sodio.

59

Figura 23: Espectro infrarrojo teórico del oleato de sodio.

(Sigma-Aldrich)

Se comprobó la validez del oleato de sodio como tensioactivo mediante pruebas de

tensión superficial, en la Gráfica 1 se puede visualizar que cuando la concentración de oleato

de sodio aumenta la tensión superficial del agua disminuye gracias al carácter hidrofílico-

lipofílico del oleato de sodio, la extrapolación de los datos indicó el punto de intersección en

el que la tensión superficial se vuelve casi constante, este punto es llamado concentración

micelar crítica y es único para cada sustancia tensioactiva o surfactante; la concentración

micelar crítica teórica del oleato de sodio es igual a 5,01x10-4M este valor representa la

mínima concentración de oleato de sodio para la formación de micelas, experimentalmente se

obtuvo 4x10-4M con una diferencia de 1x10-4M con respecto al valor teórico, este valor no es

significativo por lo que se aceptó su validez como tensioactivo (Holmberg, Jönson, Kronberg,

& Lindman, 2003).

Tabla 21: Datos de curva de concentración micelar crítica

Concentración

(mol/L)

Tensión superficial

(dinas/cm)

0,01 24,34

0,005 24,74

0,001 24,84

0,0004 26,83

0,0003 28,84

0,0001 34,21

0,00001 40,02

0,000001 55,78

60

Gráfica 1: Extrapolación gráfica de la tensión superficial vs. concentración de oleato de

sodio.

4.3 Formulación y estabilidad de las emulsiones

Los resultados se describieron y analizaron mediante el software especializado IBM®

SPSS Stadistic versión 2.0

4.3.1 Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía

4.3.1.1 Tamaño de gota

Se determinó la influencia de los efectos del contenido de la fase oleosa y los métodos de

agitación de alta energía utilizados en el proceso de manufactura de la emulsión mediante el

tamaño de gota, durante 100 días de evaluación se realizó 23 muestreos en diferentes tiempos

(Anexo G); se visualizó que el incremento del tamaño de gota con respecto al tiempo es

significativo entre los métodos de agitación de alta energía: ultraturrax® y homogeneizador

esto se refleja en la Tabla 22 a través del incremento del tamaño de gota entre el primer y

último día de evaluación.

Tabla 22: Incremento del tamaño de gota por la influencia de los factores.


10% p/p 20% p/p


Tiempo

(días)

Homogeneizador

(nm)

Ultraturrax®

(nm)

Homogeneizador

(nm)

Ultraturrax®

(nm)

1

100

198,9

232,2

241,3

619,1

201,1

239,0

330,8

697,8

% Incremento 16,7 156,5 18,9 111,0

0

10

20

30

40

50

60

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

Ten

sión

super

fici

al (

din

a/cm

)

Concentración (mol/L )

CMC = 4x10-4 M

61

Gráfica 2: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para tamaño de gota.

Gráfica 3: Histograma de distribución normal del tamaño de gota.

La gráfica 2 de probabilidad normal de los residuos estandarizados indicó que el

conjunto de datos experimentales tiene una distribución aproximadamente normal ya que los

puntos se encuentran cercanos a la recta y la variabilidad de los residuos es aceptable; esto se

constató con la gráfica 3 que indicó la distribución normal del tamaño de gota en función de

los factores A, B y C por lo que se adoptó un Modelo Lineal General.

62

Tabla 23: ANOVA, modelo lineal general para tamaño de gota.

Modelo Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de

los cuadrados F Sig.

Regresión

Residuo

Total

3466760,22

716383,09

4183143,31

3

272

275

1155586,74

2633,76

438,75

0,00

La Tabla 23 corresponde al análisis de varianza del Modelo Lineal General realizado con

un nivel de confianza del 95%, estos resultados indicaron que existen efectos significativos

que dan lugar al aumento de tamaño de gota por causa de uno o varios factores, incluso

interacciones entre los mismos. (F=438,75; p<0,05)

Para establecer si los efectos de cada uno de factores tienen un carácter determinante en

el tamaño de gota de la emulsión, se utilizó una intercomparación entre el contenido de fase

oleosa, el método de agitación y el tiempo siguiendo un modelo factorial AxBxC:

Factor A: Contenido de fase oleosa

Factor B: Métodos de agitación de alta energía

Factor C: Tiempo de mediciones (covariable)

Tabla 24: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para tamaño de gota.

Fuente de

variación

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Factor A 20044,83 1 20044,83 119,52 ,000

Factor B 2663557,54 1 2663557,54 15882,29 ,000

Factor C 815498,56 22 37068,11 221,03 ,000

Interacción AB 25781,00 1 25781,00 153,72 ,000

Interacción AC 17617,40 22 800,79 4,77 ,000

Interacción BC 597123,36 22 27141,97 161,84 ,000

Interacción ABC 12662,67 22 575,57 3,432 ,000

Error 30857,93 184 167,70

Total 30488520,03 276

Total corregido 4183143,315 275

El análisis de varianza de la Tabla 24 indicó que los efectos de cada uno de los factores y

sus interacciones entre sí son estadísticamente significativos sobre el tamaño de gota, por lo

que se establece lo siguiente:

El factor A: contenido de fase oleosa, influye sobre el tamaño de gota de la emulsión;

por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F =

199,52; p < 0,05)

63

El factor B: métodos de agitación de alta energía, influye sobre el tamaño de gota de

la emulsión; por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño

experimental. (F = 15882,29; p < 0,05)

El factor C: tiempo de mediciones, influye sobre el tamaño de gota de la emulsión;

por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental (F =

221,03; p < 0,05).

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 4, permitió visualizar que la

interacción AC con el factor B bloqueado influye sobre el tamaño de gota; además se

apreció que el tamaño de gota aumenta con respecto al tiempo; sin embargo, existe

homogeneidad entre los valores medios e intervalos de confianza de las emulsiones al

10 y 20%p/p ya que estos se solapan entre sí, por lo que se puede establecer una baja

influencia del factor A.

Gráfica 4: Diagrama de barras de error del tamaño de gota para la comparación de medias

entre el contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor B bloqueado

La interacción AB (contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía)

influye sobre el tamaño de gota de la emulsión; por lo que se rechazó la hipótesis nula

H0 planteada en el diseño experimental (F = 153,72; p < 0,05); sin embargo, el

diagrama de barras de error expresado en la gráfica 5 indicó que la agitación por alto

cizallamiento (homogeneizador) y el contenido de fase oleosa no influyó

significativamente en el tamaño de gota debido a la homogeneidad de los valores

medios y el solapamiento de los intervalos de confianza; también se demostró la

64

influencia significativa de la agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®), a través

de los límites superior e inferior de la tabla 25.


entre los métodos de agitación de alta energía y el tiempo de mediciones. Factor C

bloqueado.

Tabla 25: Interacciones entre contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía

para el tamaño de gota.

Contenido

de fase

oleosa

Métodos de

agitación de alta

energía

Media Desviación

Error

Intervalo de

confianza al 95%

Límite

inferior

Límite

superior

10% p/p Homogeneizador 211,62 1,56 208,55 214,70

Ultraturrax® 388,77 1,56 385,69 391,84

20% p/p Homogeneizador 209,342 1,56 206,26 212,41

Ultraturrax® 425,146 1,56 422,07 428,22

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 6, demostró que la agitación

por bajo cizallamiento (ultraturrax®) y el tiempo influyó significativamente sobre el

tamaño de gota; además, se visualizó que la agitación por alto cizallamiento

(homogeneizador) y el tiempo no influyó de manera significativa en el tamaño de gota

ya que los valores medios y los intervalos de confianza se solapan entre sí, lo que

demostró la homogeneidad de los valores y la baja influencia de este nivel.

65

Gráfica 6: Diagrama de barras de error del tamaño de gota para la comparación de medias de

los factores ABC.

4.3.1.2 Formación de capa cremada

Se determinó la influencia de los efectos del contenido de fase oleosa y los métodos de

agitación de alta energía sobre la formación de la capa cremada, siendo este un indicativo de

inestabilidad inmediata a diferencia del tamaño de gota. Para cada replica se realizó 23

muestreos durante 100 días, según el anexo H se visualizó que el incremento de la capa

cremada con respecto al tiempo es significativo para la agitación por bajo cizallamiento

(ultraturrax®) entre el primer y último día de evaluación; para la agitación por alto

cizallamiento (homogeneizador) no se presentó incrementos.

66

Gráfica 7: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para formación de capa

cremada

Gráfica 8: Histograma de distribución normal de formación de capa cremada




constató con la gráfica 8 que indicó la distribución normal de los valores de formación de

capa cremada en función de los factores A, B y C por lo que se adoptó un Modelo Lineal

General AxBxC.

Tabla 26: ANOVA, modelo lineal general para formación de capa cremada.

Modelo Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Regresión

Residuo

Total

24413,20

13081,61

37494,82

3

272

275

8137,73

48,09

169,20

0,00



que influyen y dan lugar a la formación de capa cremada por causa de uno o varios factores,

incluso interacciones entre los mismos. (F=169,20; p<0,05)


la formación de capa cremada de la emulsión, se utilizó una intercomparación entre el

contenido de fase oleosa, el método de agitación y el tiempo siguiendo un modelo factorial

AxBxC:

67

Tabla 27: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para formación de capa

cremada.

Fuente de variación Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Factor A 332,64 1 332,64 20,19 ,000

Factor B 17776,18 1 17776,18 1079,24 ,000

Factor C 7862,74 22 357,39 21,69 ,000

Interacción AB 332,64 1 332,64 20,19 ,000

Interacción AC 148,60 22 6,75 0,410 ,002

Interacción BC 7862,74 22 357,39 21,69 ,000

Interacción ABC 148,61 22 6,75 0,410 ,002

Error 3030,66 184 16,47

Total 55271,00 276

Total corregido 37494,82 275

El análisis de varianza de la Tabla 27 indicó que los efectos de cada uno de los factores y

sus interacciones entre sí son estadísticamente significativos dando lugar a la formación de

capa cremada, por lo que se establece lo siguiente:

El factor A: contenido de fase oleosa, influye en la formación de capa cremada de la

emulsión; por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño

experimental. (F = 20,19; p < 0,05)

El factor B: métodos de agitación de alta energía, influye en la formación de capa

cremada de la emulsión; por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el

diseño experimental. (F = 1079,24; p < 0,05)

El factor C: tiempo de mediciones, influye en la formación de capa cremada de la


experimental (F = 21,69; p < 0,05).


interacción AC con el factor B bloqueado influye sobre formación y aumento de capa

cremada; además, se apreció que las medias de los valores y los intervalos de

confianza del 10% p/p son menores con respecto al 20%p/p; sin embargo existe

solapamiento entre los intervalos de confianza desde el día 52; esto quiere decir que la

altura de la capa cremada al final del análisis fue semejante entre 10 y 20%p/p; por lo

que se puede establecer una baja influencia del factor A.

68

Gráfica 9: Diagrama de barras de error de la formación de capa cremada para la

comparación de medias entre el contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor B

bloqueado.

La interacción AB (contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía)

influye sobre la formación y aumento de capa cremada de la emulsión; por lo que se

rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental (F = 20,19; p <

0,05); sin embargo, el diagrama de barras de error expresado en la gráfica 10 indicó

que la agitación por alto cizallamiento (homogeneizador) y el contenido de fase

oleosa no influyó en la formación de capa cremada ya que experimentalmente no

existió formación de capa cremada; por otro lado, se observó la influencia

significativa de la agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®).


comparación de medias entre los métodos de agitación de alta energía y el tiempo de

mediciones. Factor C bloqueado.

69

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 11, demostró la influencia de la

agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®) y el tiempo sobre la formación de capa

cremada; además, no existió influencia por parte de la agitación por alto cizallamiento

(homogeneizador) y el tiempo sobre esta variable ya que no existió formación de capa

cremada, por lo que se demostró que el nivel del factor B no interfirió en la

estabilidad de la emulsión.


comparación de medias de los factores ABC.

A continuación, se indica los resultados obtenidos mediante microscopio óptico en dos

tiempos: 1 y 100 días.

Tabla 28: Vista microscópica de las emulsiones (resolución 40x)

A1H1t1 A1H2t1 A1H3t1

70

A1U1t1 A1U2t1 A1U3t1

A2H1t1 A2H2t1 A2H3t1

A2U1t1 A2U2t1 A2U3t1

A1H1t100 A1H2t100 A1H3t100

71

A1U1t100 A1U2t100 A1U3t100

A2H1t100 A2H2t100 A2H3t100

A2U1t100 A2U2t100 A2U3t100

De acuerdo con los resultados gráficos y estadísticos obtenidos para las variables

dependientes se estableció lo siguiente:

La lecitina de soya y el oleato de sodio en las formulaciones de estudio actuaron como

agentes tensioactivos que disminuyeron la tensión superficial entre las fases agua-aceites lo

que permitió la formación de gotas de aceite dispersas en la fase acuosa. Además, todos los

excipientes utilizados en las formulaciones se encuentran dentro de los límites acorde con lo

establecido por la USP 41 para el uso en administraciones parenterales. (USP 41, 2018)

La estabilidad de la emulsión depende del método de agitación que se utiliza durante el

proceso de manufactura; el diseño experimental AxBxC indicó la baja influencia de la

72

agitación por alto cizallamiento (homogeneizador) y el contenido de fase oleosa al momento

de evaluar el tamaño de gota; además, no existió formación de capa cremada durante los 100

días; por otro lado, la agitación por bajo cizallamiento (ultraturrax®) presentó incrementos del

tamaño de gota en 156,5 y 111% y formación de capa cremada desde el 2do y 5to día para el

10 y 20%p/p respectivamente, esto es debido a que no se logró obtener tamaños de gota finos

ni tampoco homogéneos, lo que afectó al índice de polidispersión de la emulsiones dando

lugar a fenómenos de maduración de Oswald provocando la coalescencia de las gotas y

posteriormente la formación de capa cremada.

El homogeneizador permitió obtener tamaños de gota entre 195,1 – 205,5nm

favoreciendo la estabilidad en el tiempo con un incremento del 16,7 y 18,9% para el 10 y

20% p/p respectivamente; este método de agitación posee un sistema con un cabezal que

genera alto cizallamiento lo que permitió obtener tamaños de gota muy finos; además, se

comprobó que la distribución de los tamaños de gota es homogénea mediante el índice de

polidispersión ya que esto nos indica el valor de dispersión en el que se encuentran los

tamaños de gota en el sistema (ver Anexo I).

Figura 24: Resultados de formación de capa cremada para emulsiones al 10 y 20%p/p con

homogeneizador y ultraturrax® después de 100 días.

Figura 25: Demostración gráfica del mecanismo de agitación del homogeneizador.

73

4.3.2 Efectos de la esterilización

4.3.2.1 Tamaño de gota

Se determinó la influencia de los efectos del contenido de fase oleosa y la esterilización

sobre el tamaño de gota. Para cada replica se realizó 23 muestreos durante 100 días y se

visualizó la influencia de los factores sobre el tamaño de gota (ver Anexo J).

Gráfica 12: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota.

Gráfica 13: Histograma de distribución normal del tamaño de gota




constató con la gráfica 13 que indicó la distribución normal de los valores de tamaño de gota

en función de los factores A, D y C por lo que se adoptó un Modelo Lineal General AxDxC:

74


Modelo Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Regresión

Residuo

Total

88114,99

7950,84

96065,84

3

272

275

29371,66

29,23

1004,81

0,00



que influyen sobre el tamaño de gota por causa de uno o varios factores, incluso interacciones

entre los mismos. (F=236,59; p<0,05)

Para determinar cuál de los factores o sus interacciones entre ellos influye en el aumento

del tamaño de gota de la emulsión, se utilizó una intercomparación entre el contenido de fase

oleosa, esterilización y el tiempo siguiendo un modelo factorial AxCxD:

Tabla 30: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para tamaño de gota.

Fuente de

variación

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Factor A

Factor D

Factor C

Interacción AD

Interacción AC

Interacción DC

Interacción ACD

Error

Total

Total corregido

1036,27

62544,79

25973,60

2756,27

227,25

1270,03

63,63

2193,97

14102876,88

96065,84

1

1

22

1

22

22

22

184

276

275

1036,27

62544,79

1180,61

2756,27

10,33

57,73

2,89

11,92

86,90

5245,38

99,01

231,15

0,86

4,84

0,24

0,00

0,00

0,00

0,00

0,03

0,00

0,00

El análisis de varianza de la Tabla 31 indicó la significancia de cada uno de sus factores

y sus interacciones entre sí, por lo que se establece lo siguiente:

El factor A: contenido de fase oleosa, influye en el tamaño de gota de la emulsión; por

lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F = 31,39;

p < 0,05)

El factor D: esterilización, influye en el tamaño de gota de la emulsión; por lo que se

rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F = 432,77; p <

0,05)

75

El factor C: tiempo de mediciones, influye en el tamaño de gota de la emulsión; por lo

que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental (F = 37,10; p

< 0,05).

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 14, permitió visualizar la

interacción AC con el factor D bloqueado, se apreció que los valores medios y los

intervalos de confianza para el 10%p/p son menores con relación a los del 20%p/p y

el tamaño de gota aumenta con respecto al tiempo; esto demostró que la interacción

AC influye significativamente como se indica en el diseño experimental; sin embargo

el tamaño de gota de las emulsiones al 10%p/p tienen menor influencia en el tiempo.

Gráfica 14: Diagrama de barras de error para la comparación de medias del tamaño de gota

entre el contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor D boqueado.

La interacción AD influye sobre el tamaño de la emulsión; por lo que se rechazó la

hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental (F = 2,24; p < 0,05), el

diagrama de barras de error expresado en la gráfica 15 indicó que existe una

diferencia significativa entre los tratamientos con esterilización y sin esterilización

para el tamaño de gota; además, para el tratamiento sin esterilización existe mayor

homogeneidad entre los valores del 10 y 20%p/p. El aumento de la temperatura al

momento de la esterilización a 121°C provocó el aumento de la energía cinética y

mayores colisiones entre gotas dando lugar a procesos de agregación de las gotas

aumentando su tamaño; este efecto se visualizó claramente en la diferencia de

tamaños de gota entre el tratamiento con esterilización y sin esterilización (ver Anexo

J).

76

Gráfica 15: Diagrama de barras de error para la comparación de medias del tamaño de gota

entre el contenido de fase oleosa y los tratamientos de esterilización. Factor C bloqueado.

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 16, demostró que el factor D

presenta una influencia significativa en las emulsiones al 10 y 20%p/p ya que existió

variación entre los valores medios del tamaño de gota; sin embargo, el tratamiento sin

esterilización presentó menor influencia sobre el aumento del tamaño de gota debido a

que el tratamiento con esterilización fue realizado a 121°C, estas condición térmica

alteró el tamaño de gota y provocó un incremento de 1,8 y 15,4% con respecto al 10 y

20%p/p sin esterilización respectivamente.


entre los factores ADC.

77

4.3.2.2 pH


sobre el pH. Para cada replica se realizó 23 muestreos durante 100 días, según el anexo K se

visualizó que el proceso de esterilización disminuye la variación del pH sin embargo la

diferencia no es significativa.

Gráfica 17: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para pH.

Gráfica 18: Histograma de distribución normal del pH




constató con la gráfica 18 que indicó la distribución normal de los valores de pH en función

de los factores A, C y D por lo que se adoptó un Modelo Lineal General.

78

Tabla 31: ANOVA, modelo lineal general para pH.

Modelo Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Regresión

Residuo

Total

209,374

21,410

230,784

3

272

275

69,791

0,079

886,661

0,00



que influyen sobre el pH por causa de uno o varios factores, incluso interacciones entre los

mismos. (F=886,661; p<0,05)


la disminución del pH de la emulsión, se utilizó una intercomparación entre el contenido de

fase oleosa, esterilización y el tiempo siguiendo un modelo factorial AxDxC:

Factor A: Contenido de fase oleosa

Factor C: Tiempo de mediciones (covariable)

Factor D: Esterilización

Tabla 32: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para pH.

Fuente de

variación

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Factor A

Factor D

Factor C

Interacción AD

Interacción AC

Interacción DC

Interacción ACD

Error

Total

Total corregido

0,014

45,960

171,80

0,05

0,72

11,80

0,42

21,359

15950,76

230,78

1

1

22

1

22

22

22

271

276

275

0,014

45,960

7,809

0,050

0,033

0,536

0,019

0,079

298,87

583,13

298,87

0,638

164317,31

1058,40

692,34

,000

,000

,000

,025

,000

,000

,000

El análisis de varianza de la Tabla 33 indicó la significancia de cada uno de los factores y

sus interacciones entre sí, por lo que se establece lo siguiente:

El factor A: contenido de fase oleosa, influye en la disminución del pH de la


experimental. (F = 298,87; p < 0,05)

79

El factor D: esterilización, influye en la disminución del pH de la emulsión; por lo que

se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F = 583,13; p <

0,05)

El factor C: tiempo de mediciones, influye en la disminución del pH de la emulsión;

por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental (F =

298,87; p < 0,05).


interacción AC con el factor D bloqueado, se apreció que las medias de los valores y

los intervalos de confianza del 10 y 20%p/p se solapan entre sí, sin embargo,

estadísticamente se demostró que el factor no influye sobre el pH; además, su

interacción con el tiempo fue significativa debido a la disminución del pH.

Gráfica 19: Diagrama de barras de error del pH para la comparación de medias entre el

contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor D boqueado.

La interacción AD influye sobre el pH de la emulsión; por lo que se rechazó la

hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental (F = 0,638; p < 0,05), el

diagrama de barras de error expresado en la gráfica 20 indicó que el contenido de fase

oleosa y el tratamiento con esterilización tiene menor influencia que el tratamiento sin

esterilización sobre el pH; además, se visualizó que existe homogeneidad de los

valores del 10 y 20%p/p ya que los valores medios son similares y los intervalos de

confianza se solapan entre sí.

80

Gráfica 20: Diagrama de barras de error del pH para la comparación de medias entre el

contenido de fase oleosa y los tratamientos de esterilización. Factor C bloqueado.

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 21, demostró que los

tratamientos con esterilización y sin esterilización para el 10 y 20%p/p influyen

significativamente debido a la disminución del pH; además, se visualizó que el

tratamiento con esterilización presentó menor disminución del pH, sin embargo, esta

variación es significativa tanto estadísticamente como químicamente ya que afecta a

la estabilidad de las emulsiones; con respecto a los intervalos de confianza, estos son

muy pequeños ya que la variación del pH entre replicas es mínima.

Gráfica 21: Diagrama de barras de error del pH para la comparación de medias entre los

factores ADC.

81

4.3.2.2 Potencial Zeta


sobre la potencial zeta. Para cada replica se realizó 4 muestreos durante los 100 días, esto

permitió visualizar la influencia de los factores sobre el potencial zeta (ver Anexo L).

Gráfica 22: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el potencial zeta.

Gráfica 23: Histograma de distribución normal del potencial zeta.




constató con la gráfica 23 que indicó la distribución normal de los valores de potencial zeta

en función de los factores A, D y C por lo que se adoptó un Modelo Lineal General AxDxC:

82

Tabla 33: ANOVA, modelo lineal general para potencial zeta.

Modelo Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Regresión

Residuo

Total

7728,15

866,52

8594,67

3

44

47

2576,05

19,69

130,80

0,00



que influyen sobre el potencial zeta por causa de uno o varios factores, incluso interacciones


Para determinar cuál de los factores o sus interacciones entre ellos influye sobre el

potencial zeta de la emulsión, se utilizó una intercomparación entre el contenido de fase

oleosa, esterilización y el tiempo siguiendo un modelo factorial AxDxC:

Tabla 34: Análisis de varianza de dos factores y una covariable para potencial zeta.

Fuente de

variación

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Factor A

Factor D

Factor C

Interacción AD

Interacción AC

Interacción DC

Interacción ACD

Error

Total

Total corregido

18,50

1718,41

6183,24

12,40

139,71

392,91

15,89

138,86

163249,78

8594,67

1

1

3

1

3

3

3

32

48

47

18,50

1718,41

2061,08

12,40

46,57

130,97

5,29

4,33

4,26

396,00

474,97

0,95

10,73

30,18

1,44

0,04

0,00

0,00

0,03

0,00

0,00

0,02



El factor A: contenido de fase oleosa, influye sobre el potencial zeta de la emulsión;

por lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F =

4,26; p < 0,05)

El factor D: esterilización, influye en el potencial zeta de la emulsión; por lo que se

rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F = 371,18; p <

0,05)

83

El factor C: tiempo de mediciones, influye en el potencial zeta de la emulsión; por lo


< 0,05).


interacción AC influye de manera significativa sobre el potencial zeta ya que este

aumenta con respecto al tiempo; para el día 1 se visualizó que existe diferencia entre

el 10 y 20%p/p, por el contrario para el día 30, 60 y 100 existe mayor homogeneidad

entre los valores medios y los intervalos de confianza del potencial zeta ya que se

encuentran solapados entre sí, sin embargo, el diseño experimental indicó que el

factor A influye sobre el potencial zeta. Se puede visualizar que las emulsiones al

20% p/p tienen mayor posibilidad de inestabilidad ya que las fuerzas electrostáticas

son menores y el potencial zeta tiende a reducirse con mayor facilidad que las

emulsiones al 10%p/p.

Gráfica 24: Diagrama de barras de error del potencial zeta para la comparación de medias

entre el contenido de fase oleosa y el tiempo de mediciones. Factor D boqueado.

La interacción AD influye sobre el potencial zeta; por lo que se rechazó la hipótesis

nula H0 planteada en el diseño experimental (F = 0,95; p < 0,05), el diagrama de

barras de error expresado en la gráfica 25 demostró que existe una diferencia

significativa entre los tratamientos con esterilización y sin esterilización; siendo el

tratamiento con esterilización el que presenta menor influencia sobre el potencial zeta.

84

Gráfica 25: Diagrama de barras de error del potencial zeta para la comparación de medias

entre el contenido de fase oleosa y los tratamientos de esterilización. Factor C bloqueado.

El diagrama de barras de error expresado en la gráfica 26, permitió visualizar el

incremento del potencial zeta debido a la influencia del factor D; sin embargo, el

tratamiento con esterilización presentó menor influencia sobre potencial zeta a

diferencia del tratamiento sin esterilización, siendo este un indicativo de estabilidad

ya que existe mayor repulsión electrostática.

Gráfica 26: Diagrama de barras del error del potencial zeta para la comparación de medias

entre los factores ADC.

85

A continuación, se indica los resultados del tipo de emulsión obtenidos mediante las

pruebas de tinción:

Tabla 35: Determinación del tipo de emulsión en el día 1 y 100.

Codificación Tipo de emulsión Fotografía

A1S1t1

A1S2t1

A1S3t1

O/W

aceite en agua

A1E1t1

A1E2t1

A1E3t1

O/W

aceite en agua

A2S1t1

A2S2t1

A2S3t1

O/W

aceite en agua

A2E1t1

A2E2t1

A2E3t1

O/W

aceite en agua

86

A1S1t100

A1S2t100

A1S3t100

O/W

aceite en agua

A1E1t100

A1E2t100

A1E3t100

O/W

aceite en agua

A2S1t100

A2S2t100

A2S3t100

O/W

aceite en agua

A2E1t100

A2E2t100

A2E3t100

O/W

aceite en agua

Los resultados expresados en la Tabla 36 muestran que las emulsiones al 10 y 20%p/p en

el día 1 y 100 fueron de tipo O/W (aceite en agua), la lecitina de soya es un tensioactivo

anfótero que se comporta como catiónico a pH ácido y aniónico a pH básico y esto afecta al

tipo de emulsión (Salager J. L., 2002), sin embargo, debido al aporte de cargas negativas por

parte del oleato de sodio en el día 100 se observó el mismo tipo de emulsión. El aumento de

cargas positivas en las emulsiones dio como resultado la disminución del pH y la disminución

de las cargas electrostáticas negativas lo que aumentó el potencial zeta, esto causó la

87

disminución de las fuerzas de repulsión entre las gotas lo que conlleva a la agregación de las

gotas dando lugar a procesos de desestabilización y ruptura de la emulsión (Simoni, 2013).

Estos efectos se pueden visualizar en la siguiente tabla:

Tabla 36: Valores medios de pH y potencial zeta de las muestras entre el día 1 y 100.

Muestras de estudio pH Potencial zeta (mV)

Día 1 Día 100 Día 1 Día 100

Emulsión 10% sin esterilización 8,451 5,606 -69,80 -36,83

Emulsión 20% sin esterilización 8,593 5,384 -73,33 -32,73

Emulsión 10% con esterilización 8,543 6,677 -71,60 -53,47

Emulsión 20% con esterilización 8,640 6,420 -76,00 -48,23

Adicionalmente, se evaluó las muestras de control cuyo tratamiento de esterilización fue

el mismo, sin embargo, estas no fueron manipuladas hasta después de cuatro meses en donde

se midió el pH; las muestras comerciales se midieron al momento de su apertura y después de

4 meses. En la Tabla 38 mostrada a continuación, se puede visualizar que la variación del pH

de las muestras de control al 10 y 20%p/p es igual a 0,119 y 0,123 respectivamente,

demostrando una variación casi nula; para las muestras comerciales al 10 y 20%p/p la

variación de pH es igual a 1,962 y 2,099 respectivamente.

Al comparar los resultados de pH obtenidos para las muestras de control se puede

discutir que la disminución del pH en las emulsiones esterilizadas evaluadas en 23 tiempos y

las emulsiones comerciales pudo ser causada por la manipulación de las mismas, pese a que

se utilizó jeringas esterilizadas para tomar las muestras en los diferentes tiempos pudo existir

algún tipo de contaminación microbiana que causo la descomposición de la materia orgánica,

teniendo un mayor efecto sobre las emulsiones al 20%p/p ya que estas se vieron mayormente

influenciadas por el pH, debido al mayor contenido de materia orgánica. Por otro lado, el

contacto con el oxígeno pudo causar la peroxidación de los ácidos grasos insaturados

presentes en los aceites y dar lugar a la formación de radicales libres. (Rojano, 1997) El

tamaño de gota para las muestras de control varió en un intervalo de 213,1-268,6 y 221,8-

293,4nm para el 10 y 20%p/p entre el primer día y después de 4 meses. Además, según las

especificaciones establecidas por la USP 41, las muestras de control se encuentran dentro del

rango que prueba la validez del pH de las mismas, por lo que se podría considerar apto para

administración parenteral.

88

Tabla 37: Resultados de pH para las muestras de control esterilizadas, muestras comerciales

y USP 41

Muestras de control Muestras comerciales Especificación

USP 41 – NF 36 10% 20% 10% 20%

Antes de la

esterilización

8,054

8,050

8,048

8,163

8,165

8,160

8,033

8,030

8,034

7,556

7,586

7,592

6,0 – 9,0 �̅� 8,051 8,163 8,032 7,578

Después de 4

meses

7,929

7,933

7,935

8,040

8,038

8,042

6,068

6,073

6,070

5,478

5,481

5,480

�̅� 7,932 8,040 6,070 5,479

4.3.3 Efectos de la temperatura de almacenamiento

Los efectos causados por la temperatura de almacenamiento sobre el tamaño de gota

fueron analizados mediante el planteamiento de la ecuación linealizada del modelo lineal

general que considera el error de los residuos en base a la tendencia de los datos obtenidos

durante la experimentación, esto con el propósito de predecir los tamaños de gota de las

emulsiones comerciales en los mismos tiempos que las emulsiones experimentales logrando

que los datos sean comparables entre sí.

𝑦 = 𝐶𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 + 𝐴𝑛𝑥 + 𝐵𝑛𝑧 + 𝐶𝑛𝑤 + 𝐸𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 …

Ecuación 9: Ecuación linealizada del modelo lineal general.

En base a la ecuación 10 descrita anteriormente, se establece la ecuación lineal para el

tamaño de gota en función de la temperatura y el tiempo.

𝑦 = 𝜆0 + 𝜆𝑖𝐶 + 𝜆𝑘𝑇 + 𝐸𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟

En donde se establece lo siguiente:

y: tamaño de gota (nm)

λo: coeficientes no estandarizado del error.

Eerror: error aleatorio del modelo lineal general.

λi: coeficiente no estandarizado del tiempo de mediciones.

λk: coeficiente no estandarizado de la temperatura de almacenamiento.

Factor C: tiempo; es una variable continua que puede tener cualquier valor escalar siempre

mayor que cero o solo cero en el primer día de elaboración de la emulsión.

Factor T: temperatura; es una variable continua, pero para la experimentación realizada esta

restringida, por lo cual solo toma valores discretos donde se establece si esta activa o inactiva

89

dependiendo del valor de 5 o 40°C; de los datos obtenidos la variable se activa cuando el

almacenamiento se lo realiza a 40°C, entonces se establece la actividad del factor T:

5°C = 0 (inactiva)

40°C= 1 (activa)

4.3.3.1 Emulsión comercial al 10%p/p




constató con la gráfica 28 que indicó la distribución normal de los valores de tamaño de gota,

por lo que se adoptó el Modelo Lineal General.

Gráfica 27: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota de la

emulsión comercial al 10%p/p.

90

Gráfica 28: Histograma de distribución normal del tamaño de gota de la emulsión comercial

al 10%p/p.

En la Tabla 39, se puede observar los coeficientes calculados para los factores que

componen el Modelo Lineal General, mediante los datos experimentales de la emulsión

comercial al 10%p/p del Anexo M.

Tabla 38: Coeficientes del modelo lineal general para emulsión comercial al 10%p/p.

Fuente de variación

Coeficientes no

estandarizados

Coeficientes

estandarizados

B Error típ. Beta

Coeficiente de error

Factor C

Factor T

46,283

17,375

0,441

6,099

1,063

0,019

-

0,545

0,774

𝑦 = 46,283 + 0,441(t) + 17,375(T) + 6,099

Para el día 1 a 5°C y 40°C:

5°C = 0

𝑦 = 46,283 + 0,441(1) + 17,375(0) + 6,099

40°C = 1

𝑦 = 46,283 + 0,441(1) + 17,375(1) + 6,099

A continuación, se muestran los resultados obtenidos mediante la ecuación lineal

generalizada para los primeros 100 días.

Tabla 39: Tamaño de gota en nanómetros para emulsión comercial al 10%p/p.

Temperatura de almacenamiento

Tiempo 5ºC 40ºC

1 52,8 70,2

5 54,6 72,0

10 56,8 74,2

17 59,9 77,3

24 63,0 80,3

30 65,6 83,0

38 69,1 86,5

45 72,2 89,6

52 75,3 92,7

60 78,8 96,2

66 81,5 98,9

73 84,6 102,0

91

80 87,7 105,0

87 90,7 108,1

95 94,3 111,7

100 96,5 113,9

4.3.3.2 Emulsión comercial al 20%p/p




constató con la gráfica 30 que indicó la distribución normal de los valores de tamaño de gota,

por lo que se adoptó el Modelo Lineal General.

Gráfica 29: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota de la

emulsión comercial al 20%p/p.

Gráfica 30: Histograma de distribución normal del tamaño de gota de la emulsión comercial

al 20%p/p.

92

En la Tabla 41, se puede observar los coeficientes calculados para los factores que

componen el Modelo Lineal General, mediante los datos experimentales de la emulsión

comercial al 20%p/p del Anexo N.

Tabla 40: Coeficientes del modelo lineal general para emulsión comercial al 20%p/p.

Fuente de variación

Coeficientes no

estandarizados

Coeficientes

estandarizados

B Error típ. Beta

Coeficiente de error

Factor C

Factor T

53,965

0,335

31,929

27,787

0,032

2,069

-

0,512

0,766

𝑦 = 53,965 + 0,335(t) + 31,929(T) + 27,787

Para el día 1 a 5°C y 40°C:

5°C = 0

𝑦 = 53,965 + 0,335(1) + 31,929(0) + 27,787

40°C = 1

𝑦 = 53,965 + 0,335(1) + 31,929(1) + 27,787

A continuación, se muestran los resultados obtenidos mediante la ecuación lineal

generalizada para los primeros 100 días.

Tabla 41: Tamaño de gota en nanómetros para emulsión comercial al 20%p/p.

Temperatura de almacenamiento

Tiempo 5ºC 40ºC

1 82,1 114,0

5 83,4 115,4

10 85,1 117,0

17 87,4 119,4

24 89,8 121,7

30 91,8 123,7

38 94,5 126,4

45 96,8 128,7

52 99,2 131,1

60 101,9 133,8

66 103,9 135,8

73 106,2 138,1

93

80 108,6 140,5

87 110,9 142,8

95 113,6 145,5

100 115,3 147,2

4.3.3.3 Diseño experimental

De acuerdo con los resultados obtenidos mediante la regresión del Modelo lineal general

para la emulsiones comerciales al 10 y 20%p/p se estableció los resultados de tamaño de gota

para los 100 primeros días (ver Anexo P), con lo cual se determinó la influencia de los

efectos del contenido de fase oleosa, tipo de emulsión y temperatura de almacenamiento

sobre el tamaño de gota.

Gráfica 31: Probabilidad normal de los residuos estandarizados para el tamaño de gota.

Gráfica 32: Histograma de distribución normal del tamaño de gota.

94




constató con la gráfica 32 que indicó la distribución normal de los valores de tamaño de gota

en función de los factores A, E, T y el tiempo (factor C) como covariable por lo que se

adoptó un Modelo Lineal General AxExTxC con tres factores y una covariable:


Modelo Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Regresión

Residuo

Total

653131,37

34337,98

687469,36

4

123

127

163282,84

279,17

584,88

0,00



que influyen sobre el tamaño de gota por causa de uno o varios factores, incluso interacciones


Para determinar cuál de los factores o sus interacciones entre ellos influye en el aumento

del tamaño de gota de la emulsión, se utilizó una intercomparación entre el contenido de fase

oleosa, tipo de emulsión, temperatura de almacenamiento y el tiempo siguiendo un modelo

factorial AxExTxC:

Tabla 43: Análisis de varianza de tres factores y una covariable para tamaño de gota.

Fuente de

variación

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de


Factor A

Factor E

Factor T

Factor C

Interacción AE

Interacción AT

Interacción ET

Interacción AET

Error

Total

Total corregido

4292,01

577417,50

31040,97

40380,88

12640,50

39,60

1350,05

1210,32

19097,51

4195493,72

687469,36

1

1

1

1

1

1

1

1

119

128

127

4292,01

577417,50

31040,97

40380,88

12640,50

39,60

1350,05

1210,32

26,74

3597,99

193,42

251,62

78,76

0,24

8,41

7,54

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00



95

El factor A: contenido de fase oleosa, influye en el tamaño de gota de la emulsión; por

lo que se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F = 26,74;

p < 0,05)

El factor E: tipo de emulsión, influye en el tamaño de gota de la emulsión; por lo que

se rechazó la hipótesis nula H0 planteada en el diseño experimental. (F = 3597,99; p <

0,05)

El factor T: temperatura de almacenamiento, influye en el tamaño de gota de la


experimental. (F = 193,42; p < 0,05)

El factor C: tiempo de mediciones, influye en el tamaño de gota de la emulsión; por lo


< 0,05), además el tiempo por ser una covariable siempre tendrá efecto significativo

sobre la variable dependiente y todas sus interacciones tendrán efectos significativos.

Gráfica 33: Diagrama de barras de error para la comparación de medias del tamaño de

gota entre los factores AET.


influencia de todos los factores como indicó el diseño experimental, con lo cual se estableció

que los factores muestran una menor influencia para las emulsiones comerciales al 10 y

20%p/p almacenadas a 5°C; además, se visualizó que las emulsiones comerciales

almacenadas a 40°C presentaron tamaños de gota mayores. Por otro lado, se determinó que

existe homogeneidad entre las emulsiones experimentales al 10 y 20%p/p almacenados a 5°C

ya que los valores medios e intervalos de confianza se solapan entre sí, además la amplitud de

los intervalos de confianza indicó que la dispersión de tamaños de gota es mínima; para las

96

emulsiones experimentales almacenadas a 40°C existió mayor dispersión y aumento de los

tamaños de gota, esto sucedió debido a que al aumentar la temperatura se aumentó la

frecuencia de las colisiones entre gotas dando lugar a procesos de agregación. Además, en la

siguiente figura se puede visualizar la separación de fases de las emulsiones comerciales y la

formación de cremado de las emulsiones experimentales después de aproximadamente cinco

meses de almacenamiento a 40°C.

Figura 26: Emulsiones comerciales almacenadas a 5 y 40ºC y emulsiones experimentales

almacenadas a 40°C durante cinco meses.

Gráfica 34: Diagrama para la comparación de medias del tamaño de gota entre los

factores AET en función del tiempo de mediciones.

La interacción de los factores con el tiempo se visualizó en la gráfica 34 mediante la cual

se constató mayor influencia sobre el tamaño de gota para las emulsiones experimentales a

40°C. A pesar de que existió una diferencia significativa entre las emulsiones experimentales

y comerciales, de acuerdo con las especificaciones de tamaño de glóbulos en emulsiones

inyectables de lípidos establecidos por la USP 41 las emulsiones experimentales cumplen con

el criterio de aceptación como se indica en la Tabla 45, tamaños de gota mayores a 1µm

pueden causar fenómenos tromboembolíticos.

97

Tabla 44: Valores medios del tamaño de gota para emulsiones experimentales entre el día 1

y 100.

Temperatura de

almacenamiento

Emulsiones

experimentales

Rango

(nm)

Especificación

Farmacopea

USP 41 – NF 36

Criterio

5°C 10% p/p 197,0 - 227,7

< 1000 nm

Cumple

20% p/p 198,0 - 228,0 Cumple

40°C 10% p/p 198,7 - 328,2 Cumple

20% p/p 193,9 - 313,9 Cumple

4.4 Caracterización y comparación de las emulsiones

Para las emulsiones al 10 y 20%p/p se evaluó las propiedades fisicoquímicas

comprándolas con las especificaciones de las emulsiones comerciales obteniendo los

siguientes resultados:

4.4.1 Viscosidad

Los resultados de viscosidad dinámica que se indica en la tabla 46 para las emulsiones

experimentales y comerciales se obtuvieron mediante viscosímetro de Oswalt calibrado con

agua y propanol a 20°C como se indica en el Anexo Q.

Tabla 45: Resultados experimentales de viscosidad dinámica (cP) para las emulsiones.

Repeticiones Emulsión experimental Emulsión comercial

10% p/p 20% p/p 10% p/p 20% p/p

1 1,55 1,92 1,38 1,70

2 1,56 1,95 1,38 1,71

3 1,56 1,94 1,39 1,71

Promedio 1,56 1,94 1,39 1,71


Los resultados obtenidos en la Tabla 46 indicaron que las emulsiones comerciales

presentan menor viscosidad, sin embargo, el incremento de viscosidad de las emulsiones

experimentales es igual a 12,2 y 13,4% con respecto a la emulsiones comerciales al 10 y 20%

p/p respectivamente; estos incrementos no son significativos, además los valores del 10% p/p

son menores con relación a los del 20% p/p debido al mayor contenido de fase oleosa que

aumenta la viscosidad. Las viscosidades de las emulsiones experimentales muy cercanas a la

viscosidad del agua demuestran que no existe mayor interacción entre las gotas de la fase

interna.

98

Gráfica 35: Comparación de la media de la viscosidad dinámica para las emulsiones

comerciales y experimentales.

4.4.2 Poder calórico

Los resultados de poder calórico que se muestran en la tabla 47 se determinaron

experimentalmente mediante bomba calorimétrica previamente calibrada con ácido benzoico

como se indica en el Anexo R. Las muestras al 10 y 20%p/p se prepararon sin contenido de

agua favoreciendo el proceso de combustión, posteriormente se realizó el cálculo respectivo

con la densidad de la emulsión (ver Anexo Q) con lo cual se obtuvo los siguientes resultados:

Tabla 46: Comparación de valor calórico de emulsiones (kcal/L)

Repeticiones

Emulsión

experimental

10%p/p

Emulsión

experimental

20%p/p

Emulsión

comercial

10%p/p

Emulsión

comercial

20%p/p

1 1228,3 2231,6

2 1227,0 2232,5 1022 1908

3 1230,1 2232,8

Promedio 1228,5 2232,3 - -

Desviación estándar 1,5413 0,6470 - -

Los resultados muestran que las emulsiones experimentales presentaron un valor calórico

superior con un incremento del 20,2 y 17% con respecto a las de las emulsiones comerciales

al 10 y 20%p/p, este efecto es causado porque el aceite de coco utilizado como fuente de

triglicéridos de cadena media contiene algunos triglicéridos de cadena larga entre C12-18,

aumentando el número de carbonos presentes en la combustión. Además, según la USP 41 los

valores de poder calórico para emulsiones parenterales no están establecidos mediante un

valor máximo y mínimo ya que las dosis que se suministran vía parenteral se calculan de

99

acuerdo con los requerimientos nutricionales del paciente, por lo que la formulación

desarrollada podría ser apta para administración parenteral. (USP 41, 2018)

4.4.3 Osmolaridad

Los resultados que se indican a continuación se determinaron experimentalmente mediante el

descenso crioscópico utilizando una muestra de agua tipo I como referencia; para lo cual se

obtuvo un punto de congelación igual a 0,017°C, este valor se utilizó para el obtener los

valores de descenso crioscópico para las emulsiones al 10 y 20% p/p; el ensayo se realizó por

triplicado obteniendo un promedio igual a 347,3 mOsmol/L para la emulsión al 10%p/p

comparando con el valor comercial que es igual a 345mOsmol/L se apreció que los valores

son muy cercanos siendo su diferencia no significativa, lo mismo se pudo apreciar para la

emulsión al 20%p/p para la cual el valor experimental es igual a 387,5mOsmol/L y el valor

comercial es 380mOsmol/L.

Tabla 47: Valores experimentales de osmolaridad en mOsmol/L.

Repeticiones Descenso

crioscópico

Emulsión

10%p/p

Descenso

crioscópico

Emulsión

20%p/p

1 0,646 347,3 0,716 384,9

2 0,643 345,7 0,722 388,2

3 0,649 348,9 0,724 389,3

Promedio 0,646 347,3 0,721 387,5


Estos valores son muy importantes ya que permiten su administración vía periférica siempre

y cuando la mezcla de lípidos, aminoácidos, vitaminas y minerales se encuentre dentro de los

límites citados a continuación, ya que estas mezclas contienen sustancias osmóticamente

activas que pueden causar rupturas en las venas periféricas debido a la elongación de las

membranas vasculares. (García de Lorenzo, Ayúcar, Sagalés, & Zarazaga, 2007). La

osmolaridad de las emulsiones experimentales se encuentra dentro de los límites, además,

estos valores son muy cercanos a los valores de las emulsiones comerciales, por lo que

podrían ser aptos para administración parenteral.

Tabla 48: Límites de osmolaridad permitidos para administración parenteral.

Neonatos pediátricos Adultos

Vía periférica 150 – 800 150 – 700

Vía central 800 – 1800 700 – 1800

100

4.4.4 Pruebas con mezcla de aminoácidos en solución

Se realizó pruebas una mezcla de aminoácidos en solución, con el propósito de observar la

estabilidad tanto de las emulsiones experimentales como comerciales para lo cual se realizó

mezclas en diferentes proporciones y se evaluó el potencial zeta. En la tabla 50 se apreció que

las mezclas 2:1 con mayor cantidad de mezcla de aminoácidos tuvieron el potencial zeta más

bajo, por el contrario, para las mezclas 1:1 se obtuvo un potencial zeta mayor; esto debido al

efecto que tienen los aminoácidos sobre la carga superficial, el aporte de cargas positivas por

parte de los aminoácidos en solución disminuye el potencial zeta hasta la igualación de las

cargas (potencial zeta igual a cero) lo que provocó la separación de fases en las emulsiones

experimentales después de 40 minutos; por otro lado las emulsiones comerciales lograron

mantener la repulsión de las cargas electrostáticas de manera que la separación de fases

ocurrió después de dos días.

Tabla 49: Potencial zeta de emulsiones comerciales y experimentales combinadas con una

mezcla de aminoácidos en solución.

Mezclas Proporciones Repetición (mV) Promedio

(mV)

Desviación

estándar 1 2 3

Comercial 10% +

aminoácidos en

solución

1:2 -70,7 -67,4 -64,9 -67,7 2,91

1:1 -73,1 -73,6 -75,0 -73,9 0,98

2:1 -71,1 -70,4 -73,8 -71,8 1,80

Comercial 20%+

aminoácidos en

solución

1:2 -63,4 -65,4 -64,4 -64,4 1,00

1:1 -71,1 -69,7 -70,0 -70,3 0,74

2:1 -60,7 -58,3 -61,3 -60,1 1,59

Emulsión 10%+

aminoácidos en

solución

1:2 -27,7 -32,2 -33,2 -31,0 2,93

1:1 -46,5 -48,3 -47,7 -47,5 0,92

2:1 -43,6 -43,6 -40,1 -42,4 2,02

Emulsión 20%+

aminoácidos en

solución

1:2 -35,6 -37,1 -34,8 -35,8 1,17

1:1 -42,7 -40,8 -45,8 -43,1 2,52

2:1 -49,1 -47,2 -50,4 -48,9 1,61

101

Capítulo V

Conclusiones y Recomendaciones

5.1 Conclusiones.

El análisis mediante cromatografía de gases permitió obtener el perfil lipídico de los

aceites de coco y soya evidenciando su validez como fuente de triglicéridos de cadena

media y larga.

La síntesis del oleato de sodio se realizó mediante una reacción ácido – base entre el

ácido oleico e hidróxido de sodio obteniendo un rendimiento igual a 81,90%; el oleato

de sodio se caracterizó mediante espectrofotometría infrarroja obteniendo como

resultados la banda del grupo carbonilo en 1578,92cm-1, las bandas de 2704,16 y

2789,43cm-1 de los grupos -CH2 y -CH3 y la banda de 1382,71cm-1 correspondiente a

la vibración de las cadenas hidrocarbonadas; además su validez como tensioactivo se

comprobó mediante la concentración micelar crítica igual a 4x10-4M con una

diferencia de 1x10-4M con respecto al valor teórico.

El análisis estadístico permitió evaluar la influencia de cada uno de los factores con el

cual se determinó que el método de agitación por bajo cizallamiento-ultraturrax® no

es apto para obtener emulsiones estables con índices de polidispersión cercanos a

cero; además los tamaños de gota se encontraron en intervalos de 241,3-619,1nm para

el 10%p/p y 330,8-697,8nm para el 20% p/p durante los 100 días de evaluación; por

otro lado, el método de agitación por alto cizallamiento presentó una influencia muy

baja con respecto al tiempo y los tamaños de gota variaron entre 198,9-232,2nm para

el 10%p/p y 201,1-239nm para 20% p/p durante los 100 días de evaluación; además,

no existió formación de capa cremada esto se evidenció en la estabilidad de las

emulsiones.

Se determinó que el tratamiento sin esterilización influye sobre el pH de manera

significativa, este varió entre 8,451-5,606 para emulsiones al 10%p/p y entre 8,593-

5,384 para emulsiones al 20%p/p en el día 1 y 100; por otro lado, el tratamiento con

esterilización tiene efectos significativos sobre el pH siempre que las muestras no

sean manipuladas, para las muestras de control se obtuvo como resultado pH igual a

8,051-7,932 para emulsiones al 10%p/p y 8,163-8,040 para emulsiones al 20%p/p

entre el primer día y cuarto mes de evaluación. Además, el potencial zeta mostró total

dependencia del pH, acorde con la tendencia de los datos experimentales se visualizó

que mientras el pH disminuye, el potencial zeta aumenta hacia cero igualando las

102

cargas y provocando la desestabilización en las emulsiones debido a la agregación de

las gotas y como consecuencia el aumento del tamaño de gota.

El modelo lineal general permitió predecir los tamaños de gota de las emulsiones

comerciales al 10 y 20%p/p de acuerdo con la tendencia de los datos medidos

experimentalmente mediante los cuales se determinó que la influencia de la

temperatura de almacenamiento aumenta cuando esta se realiza a 40°C, tanto para las

emulsiones comerciales como experimentales obteniendo como resultado un

incrementos en el tamaño de gota. Se obtuvo como resultados la separación de fases

de las emulsiones comerciales y formación de cremado para las emulsiones

experimentales al 10 y 20%p/p después de cinco meses de almacenamiento a 40°C,

tomando en cuenta que el tiempo de elaboración de las emulsiones comerciales es

mayor con respecto a las emulsiones experimentales.

Se determinó la viscosidad dinámica mediante viscosímetro de Oswalt calibrado a

20ºC con agua y propanol, obteniendo como resultados 1,56 y 1,94 cP para

emulsiones experimentales al 10 y 20%p/p y 1,39 y 1,71 cP para emulsiones

comerciales al 10 y 20%p/p, con lo cual se comprobó que las emulsiones comerciales

tienen una viscosidad semejante a las de las emulsiones experimentales de estudio.

Se determinó el valor calórico mediante bomba calorimétrica excluyendo el agua de la

formulación, obteniendo como resultados 1228,5 y 2232,3 kcal/L para emulsiones al

10 y 20%p/p; con respecto a los valores teóricos de las emulsiones comerciales 1022

y 1908 kcal/L para el 10 y 20%p/p, el valor calórico de las emulsiones experimentales

es mayor lo que favorece a los atributos de calidad de la formulación.

Se determinó la osmolaridad mediante descenso crioscópico, obteniendo como

resultados 347,3 y 387,5 mOsmol/L para emulsiones al 10 y 20%p/p, con lo cual se

pudo concluir que estas se encuentran dentro de los rangos de especificación para

soluciones de administración parenteral vía periférica el cual se encuentra en un

intervalo de 150 – 800 mOsmol/L para neonatos pediátricos y 150 – 700 mOsmol/L

para adultos.

Se evaluó la estabilidad de las emulsiones con una mezcla de aminoácidos solución en

diferentes proporciones utilizando el potencial zeta como indicador de estabilidad,

obteniendo como resultados una separación de fases después de 40 minutos para las

emulsiones experimentales de estudio y separación de fases después de dos días para

las emulsiones comerciales.

103

5.2 Recomendaciones.

Utilizar métodos de esterilización que no sean destructivos para los ácidos grasos

presentes en los aceites de coco y aceite de soya; como, por ejemplo: ultrafiltración;

además se debe tomar en cuenta que el envasado para inyectables debe ser mediante

cierre elastomérico que sea compatible con las fases de aceite y agua en la emulsión,

el envasado se debe realizar en envases de vidrio Tipo l para emulsiones parenterales.

Evaluar la esterilidad de las emulsiones realizando pruebas de endotoxinas bacterianas

o pirógenos acorde a lo indicado en la Farmacopea vigente USP 41 NF 36 para

evaluar la calidad de las emulsiones al 10 y 20%p/p; además validar el proceso de

esterilización para evitar contaminación cruzada de las muestras; tomar en cuenta que

la producción de estas sustancias se debe realizar en ambientes controlados y

exclusivos para la preparación de productos farmacéuticos parenterales.

La conservación de las emulsiones se debe realizar a una temperatura de

almacenamiento que no sea inferior a 4ºC (proteger de la congelación) o superior a

30ºC (proteger del calor excesivo), con el propósito de mantener la estabilidad y los

atributos de calidad del producto.

Evaluar el contenido de ácidos grasos de las emulsiones en diferentes tiempos con el

propósito de descartar procesos de oxidación o degradación de los mismos y conocer

el rendimiento del producto a largo plazo.

Evaluar la estabilidad de las emulsiones elaborando mezclas para administración

parenteral (simulación de casos) que contengan lípidos (emulsión de estudio), mezcla

de aminoácidos, vitaminas y minerales en solución.

104

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108

Anexo A. Árbol de problemas

Carencia del desarrollo de emulsiones lipídicas en el Ecuador, para nutrición parenteral

Formulaciones erradas

Altos precios

Falta de información

sobre nutrición parenteral

Recursos insuficientes

Falta de investigación

Importación de emulsiones

lipídicas

Poco interésMala

gestión de recursos

Falta de personal capaitado

Falta de interés de las autoridades de los hospitales

Buscar soluciones

lipídicas baratas no aptas

Investigaciones sin objetividad

Pérdidas catastróficas

Falta de innovación y desarrollo de los hospitales

Necesidad de los pacientes

109

Anexo B. Categorización de variables

Nutrición Parenteral

Emulsión lipídica con posible uso en nutrición parenteral

Emulsiones

Tipos de aceites

Aceite de coco

Aceite de soya

Tensioactivos

Tensión superficial

Balance Hidrofílico-

lipofílico

Métodos de agitación de alta

energía

Estabilidad

Métodos de caracterización

Pruebas de

tinciónDLS

Índice de polidispersió

n

Tamaño de gota

Potencial zeta

Microscopía de fuerza atómica (AFM)

Poder calórico

Bomba calorimétrica

110

Anexo C. Instrumento de recolección de datos



GUÍA DE OBSERVACIÓN

Objetivo: recolección de datos relevantes para el análisis estadístico y cálculos de significancias y efectos

Nombre del investigador

Fecha

Codificación N°

Composición porcentual de la emulsión Propiedades fisicoquímicas Caracterización y estabilidad

Fase oleosa Fase

acuosa Tensioactivo

Temperatura

°C pH

Separación de

fases Formación

de la capa

cremada

(mm)

Índice de

polidispersión

Tamaño

de gota

(nm) % Aceite

de coco

% Aceite

de soya

% agua

tipo I

%

lecitina

de soya

%

oleato

de

sodio

SI NO

Otras observaciones:

111

Anexo D. Datos del cromatograma de gases obtenido para el aceite de coco.

Tiempo de

retención (min)

Área

(mV.s)

Altura del pico

(mV)

Área

(%)

Altura

(%)

9,660 79,590 16,399 3,7 5,5

14,487 19,109 3,076 0,9 1,0

14,680 65,616 12,195 3,1 4,1

15,233 8,989 2,112 0,4 0,7

15,860 24,839 2,893 1,2 1,0

19,983 585,167 82,827 27,6 27,9

20,327 26,227 3,686 1,2 1,2

20,840 21,916 3,595 1,0 1,2

21,107 15,334 2,223 0,7 0,7

21,943 62,200 4,722 2,9 1,6

22,797 23,901 2,592 1,1 0,9

23,540 42,604 3,335 2,0 1,1

24,313 70,321 4,105 3,3 1,4

25,047 188,000 29,913 8,9 10,1

25,877 29,794 4,755 1,4 1,6

26,410 12,158 2,950 0,6 1,0

28,110 55,186 5,348 2,6 1,8

28,767 23,520 3,078 1,1 1,0

29,287 31,067 4,729 1,5 1,6

29,717 90,587 16,623 4,3 5,6

29,910 30,333 3,449 1,4 1,2

30,247 36,670 6,339 1,7 2,1

30,883 36,316 3,729 1,7 1,3

31,380 31,118 4,497 1,5 1,5

31,740 26,528 3,922 1,2 1,3

31,957 40,563 4,547 1,9 1,5

32,310 88,423 7,142 4,2 2,4

32,983 51,496 4,136 2,4 1,4

33,380 24,728 3,750 1,2 1,3

33,710 37,910 3,420 1,8 1,2

34,007 64,250 6,058 3,0 2,0

34,350 119,005 19,059 5,6 6,4

35,103 30,947 11,595 1,5 3,9

36,170 28,589 3,699 1,3 1,2

Total 2123,001 296,498 100,0 100,0

112

Anexo E. Datos del cromatograma de gases obtenido para el aceite de coco.

Tiempo de

retención (min)

Área

(mV.s)

Altura del pico

(mV)

Área

(%)

Altura

(%)

25,053 27,226 6,213 0,1 0,2

27,547 12,364 1,169 0,1 0

29,803 2724,802 475,578 11,7 16,3

30,203 25,316 6,002 0,1 0,2

30,437 4,128 0,959 0,0 0

31,917 24,730 5,142 0,1 0,2

32,307 12,852 2,733 0,1 0,1

33,183 8,083 1,690 0,0 0,1

34,150 1013,280 128,987 4,4 4,4

34,510 5888,654 693,940 25,4 23,9

34,823 10,846 1,580 0,0 0,1

35,357 11476,406 1223,124 49,5 42

35,833 131,551 27,441 0,6 0,9

36,143 1298,960 254,430 5,6 8,7

36,773 35,863 2,341 0,2 0,1

37,473 29,556 5,439 0,1 0,2

37,953 114,148 23,276 0,5 0,8

38,310 77,075 13,480 0,3 0,5

39,053 10,857 2,125 0,0 0,1

39,810 12,434 1,805 0,1 0,1

41,017 37,566 1,354 0,2 0

41,817 139,889 22,843 0,6 0,8

44,133 30,905 2,187 0,1 0,1

46,887 49,669 5,559 0,2 0,2

Total 23197,160 2909,397 100,0 100,0

113

Anexo F. Gráficos de tensión superficial vs. tiempo obtenidos en el Tensiómetro Kruss.

Gráfica: Tensión superficial vs. tiempo del agua

Gráfica: Tensión superficial vs. tiempo del oleato de sodio 0,01M


114


Gráfica: Tensión superficial vs. tiempo del oleato de sodio 4 x 10-4M

Gráfica: Tensión superficial vs. tiempo del oleato de sodio 3 x 10-4M.

115

Gráfica: Tensión superficial vs. tiempo del oleato de sodio 10-4M.



116

Anexo G. Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía: Matriz de experimentación para tamaño de gota.


10% p/p 20% p/p


FACTOR

C

Tiempo

(días)


Replica (nm) Replica (nm) Replica (nm) Replica (nm)

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

5

8

10

12

15

17

19

23

25

196,1

198,8

203,6

212,3

210,4

202,4

205,3

214,7

198,7

207,6

208,1

210,9

213,4

205,5

201

200,5

209,9

216,9

200,5

207,1

203,5

204,8

210,4

214,3

207,8

210,5

195,1

199,5

205,4

208,3

218,6

208,1

200,1

201,8

209,4

211,4

212,9

215,8

213,6

220,7

254,0

307,2

371,1

342,3

327,4

323,1

341,5

326,7

343,6

340,6

362,4

375,4

250,2

282,9

318,0

295,7

290,3

350,1

329,9

329,4

306,4

334,1

360,6

372,4

367,4

253,1

297,6

307,4

323,7

336,9

325,6

347,1

358,4

361,5

361,0

374,2

346,9

361,7

199,4

201,4

203,5

203,9

204,7

204,1

204,9

197,4

206

203,4

202,1

210,4

208,7

199,1

197,4

208,7

195,2

200,3

203,4

201,2

196,5

199,9

197,6

203,3

203,8

206,7

204,7

205,4

206,4

202,0

207,8

201,1

200,5

207,8

205,6

208,3

208,9

200,6

209,1

332,4

341,4

315,8

349

347,1

323,4

362,4

372,3

374,6

354,2

347,2

356,4

346,9

330,6

344,3

304,7

343

356,3

367,1

374,3

345,8

342,3

356,1

342,6

362,5

367,2

329,3

307,8

409,7

343,1

374,5

354,1

347,5

329,5

362,3

364,6

372,1

345,7

336,3

117

30

32

37

39

45

52

60

66

80

100

216,5

214,1

210,8

210,7

211,3

214,7

215,6

219,5

218,9

228,3

214,4

210,5

213,5

216,4

216,5

215,8

210,5

216,8

225,1

236,4

216,4

215,8

215,4

215,4

214,5

213,4

219,7

217,8

230,7

231,9

368,5

357,5

364,8

369,9

450,7

426,7

516,8

563,4

607,1

616,9

375,5

421,5

370,5

387,4

420,6

438,9

509,3

589,5

578,4

635,8

379,4

379,7

380,4

398,2

419,7

435,9

498,2

587,7

593,2

604,7

206,9

207,9

210,8

216,9

215,7

212,3

220,4

226,8

230,5

236,8

196,3

206,4

211,9

210,4

210,4

208,4

225,3

222,1

227,6

239,4

207,9

212,5

212,8

214,7

206,9

210,3

219,7

217,4

227,1

240,9

410,8

406,9

438,7

460,9

499,1

517,3

538,9

609,8

635,9

708,4

398,7

416,8

444,6

458,2

502,9

511,2

540,1

625,7

647,5

684,6

405,9

428,1

416,9

479,6

467,9

518,9

546,6

618,5

658,8

700,5

118

Anexo H. Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía: Matriz de experimentación para formación de capa

cremada.


10% p/p 20% p/p


FACTOR

C

Tiempo

(días)


Replica (mm) Replica (mm) Replica (mm) Replica (mm)

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

5

8

10

12

15

17

19

23

25

30

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

2

5

6

8

9

0

0

0

0

1

5

5

7

9

9

13

23

25

25

0

0

0

0

0

2

6

6

10

10

10

14

21

21

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

3

3

4

4

4

17

17

17

17

17

17

0

2

2

10

10

10

10

10

10

10

10

23

23

23

0

1

5

5

6

15

15

15

15

27

27

27

27

27

119

32

37

39

45

52

60

66

80

100

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10

13

17

25

30

36

36

36

36

25

31

31

31

31

31

31

31

31

21

21

21

21

21

21

21

21

21

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

17

25

25

25

25

25

25

25

25

23

23

38

38

38

38

38

38

38

27

27

27

27

27

27

27

27

27

120

Anexo I. Efectos del contenido de fase oleosa y métodos de agitación de alta energía: Datos del índice de polidispersión para tamaño de gota.


10% p/p 20% p/p


FACTOR

C

Tiempo

(días)


Replica (mm) Replica (mm) Replica (mm) Replica (mm)

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

5

8

10

12

15

17

19

23

25

30

32

0,012

0,002

0,047

0,197

0,106

0,184

0,330

0,531

0,634

0,817

0,593

0,0292

0,548

0,308

0,456

0,042

0,167

0,135

0,042

0,325

0,336

0,243

0,419

0,552

0,020

0,034

0,342

0,342

0,767

0,213

0,089

0,057

0,120

0,075

0,142

0,103

0,188

0,163

0,247

0,051

0,649

0,368

0,499

0,138

0,147

1,383

3,494

2,293

4,282

2,484

0,366

3,394

3,383

4,393

1,137

4,474

2,272

4,444

0,463

0,096

1,181

4,383

3,392

0,450

0,576

0,128

5,484

5,393

3,421

5,383

5,833

8,494

6,474

0,121

0,467

0,187

1,272

1,108

0,136

4,182

0,215

4,416

2,222

6,383

3,282

6,484

1,283

4,056

0,027

0,156

0,082

0,014

0,002

0,096

0,819

0,170

0,154

0,181

0,032

0,020

0,192

0,278

0,023

0,253

0,092

0,020

0,026

0,121

0,068

0,182

0,056

0,006

0,234

0,070

0,118

0,184

0,172

0,182

0,651

0,188

0,253

0,042

0,255

0,012

0,074

0,443

0,130

0,083

0,024

0,075

0,023

0,382

0,294

0,489

0,144

0,341

7,549

5,127

3,055

0,504

0,389

0,545

2,409

3,494

5,252

5,363

8,058

5,608

5,076

5,076

0,334

2,796

5,786

1,137

0,473

1,383

0,509

0,193

4,393

6,308

3,474

6,967

4,596

3,084

4,757

0,231

2,464

8,294

0,349

0,692

4,494

0,495

0,473

6,493

5,303

0,989

5,867

5,960

7,595

1,286

121

37

39

45

52

60

66

80

100

0,367

0,034

0,060

0,024

0,382

0,024

0,365

0,588

0,045

0,162

0,093

0,156

0,104

0,320

0,013

0,384

0,002

0,183

0,006

0,328

0,173

0,143

0,173

0,087

0,178

0,198

7,392

8,383

1,193

6,714

7,295

8,401

0,367

0,279

7,393

5,393

4,494

8,200

5,007

6,718

0,356

0,468

7,393

4,494

3,393

4,675

2,355

2,906

0,126

0,323

0,298

0,256

0,39

0,278

0,078

0,604

0,197

0,003

0,301

0,153

0,278

0,109

0,257

0,287

0,283

0,183

0,109

0,156

0,367

0,023

0,225

0,451

4,979

5,076

6,293

6,292

4,202

3,202

6,450

8,691

4,076

0,809

5,292

4,292

5,202

4,292

5,208

5,625

4,653

5,101

6,302

7,383

6,202

3,922

5,209

7,301

122

Anexo J. Efectos de la esterilización: Matriz de experimentación para tamaño de gota


10% p/p 20% p/p


FACTOR

C

Tiempo

(días)

Sin esterilización Con esterilización Sin esterilización Con esterilización

Replica Replica Replica Replica

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

5

8

10

12

15

17

19

23

25

30

198,2

196,5

201,4

204,7

205,8

206,4

206,8

206,3

205,6

207,9

208,1

208,6

211,3

214,7

199,2

200,1

201,4

204,4

205,1

205,3

205,4

205,7

205,8

206,4

207,5

210,5

213,2

215,4

200,8

202,1

202,8

203,1

203,4

203,9

204,7

206,1

206,7

207,8

208,7

211,6

213,4

214,5

215,2

218,6

222,1

223,7

225,2

229,6

231,5

233,3

236,7

238,6

238,9

239,4

241,5

241,8

211,1

210,5

212,2

215,3

215,9

218,4

220,2

221,5

223,4

225,7

226,1

228,6

231,2

234,7

217,4

220,8

222,5

224,4

225,8

226,6

228,3

231,4

231,8

233,9

234,5

237,2

239,3

241,6

197,7

200,6

200,6

201,4

201,7

202,8

203,7

206,7

206,8

206,8

207,8

208,7

208,9

209,7

200,9

202

203,4

203,5

203,7

204,6

204,7

205,1

205,1

205,7

206,4

208,6

208,7

209,7

195,6

196,3

196,4

199,7

201,4

201,7

201,8

202,2

203,4

203,6

204,1

204,4

204,7

205,4

228,6

231,8

233,4

233,9

235,7

236,8

238,5

239,1

241,7

243,4

244,8

246,5

247,1

249,8

225,8

227,6

228,4

229,7

230,1

232,5

233,4

235,6

236,8

237,4

237,9

239,1

241,6

244,8

231,2

232,8

233,6

233,9

234,8

235,1

237,6

238,4

242,1

242,9

243,4

244,9

245,8

247,4

123

32

37

39

45

52

60

66

80

100

215,6

216,3

218,9

219,3

220,7

221,1

222,8

223,4

223,7

215,8

216,3

216,5

216,8

218,8

219,5

219,7

221,4

223,4

215,7

217,0

217,8

218,4

218,9

219,7

223,6

224,9

226,4

242,3

243,1

243,5

243,8

244,6

247,2

249,8

253,4

257,7

236,3

236,5

237,2

239,6

241,3

243,7

245,4

248,3

252,6

242,8

245,3

247,5

251,6

253,4

255,8

257,5

261,3

263,1

210,8

212,8

215,7

216,7

218,2

218,9

220,6

223,5

224,6

210,4

210,4

210,9

213,6

222,1

224,5

226,8

227,5

228,3

206,7

206,9

209,8

211,1

214,5

216,7

218,0

220,9

223,4

251,8

253,5

255,7

255,9

257,2

258,7

262,3

265,3

274,4

246,1

247,9

249,3

253,6

255,8

257,3

259,4

264,8

269,1

247,8

251,2

253,4

254,8

256,2

258,3

263,7

266,1

269,2

124

Anexo K. Efectos de la esterilización: Matriz de experimentación para pH


10% p/p 20% p/p


FACTOR

C

Tiempo

(días)


Replica Replica Replica Replica

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

5

8

10

12

15

17

19

23

25

30

8,447

8,408

8,351

8,320

8,310

8,124

8,007

7,980

7,964

7,708

7,314

7,235

7,108

6,849

8,467

8,411

8,363

8,304

8,308

8,134

8,010

7,970

7,969

7,690

7,307

7,231

7,104

6,832

8,440

8,402

8,345

8,315

8,314

8,116

8,001

7,986

7,950

7,685

7,308

7,227

7,094

6,845

8,542

8,522

8,511

8,501

8,508

8,503

8,496

8,474

8,435

8,298

8,235

8,176

8,069

7,924

8,546

8,529

8,523

8,504

8,498

8,496

8,491

8,465

8,438

8,296

8,224

8,185

8,063

7,929

8,540

8,521

8,510

8,513

8,491

8,492

8,482

8,479

8,430

8,294

8,217

8,189

8,057

7,934

8,588

8,497

8,351

8,220

8,096

7,985

7,841

7,736

7,589

7,472

7,356

7,173

7,045

6,800

8,596

8,487

8,363

8,204

8,103

7,980

7,846

7,734

7,596

7,476

7,351

7,185

7,052

6,837

8,594

8,480

8,345

8,215

8,091

7,986

7,843

7,725

7,584

7,473

7,359

7,174

7,058

6,826

8,642

8,624

8,603

8,579

8,534

8,539

8,516

8,467

8,321

8,308

8,299

8,107

8,106

7,958

8,632

8,628

8,610

8,586

8,538

8,530

8,521

8,469

8,328

8,301

8,293

8,113

8,101

7,951

8,645

8,621

8,608

8,573

8,531

8,529

8,510

8,461

8,322

8,311

8,287

8,100

8,102

7,945

125

32

37

39

45

52

60

66

80

100

6,520

6,387

6,201

6,161

6,134

6,089

5,894

5,642

5,601

6,511

6,384

6,216

6,151

6,124

6,076

5,864

5,636

5,607

6,506

6,372

6,214

6,153

6,127

6,065

5,872

5,639

5,610

7,903

7,854

7,821

7,498

7,169

7,112

6,852

6,771

6,678

7,897

7,863

7,815

7,499

7,164

7,110

6,851

6,764

6,670

7,910

7,858

7,810

7,487

7,158

7,103

6,864

6,767

6,682

6,726

6,581

6,362

6,298

6,132

6,089

5,767

5,624

5,398

6,729

6,576

6,369

6,287

6,129

6,076

5,756

5,629

5,374

6,734

6,589

6,371

6,279

6,134

6,070

5,755

5,631

5,379

7,926

7,888

7,741

7,508

7,314

7,190

6,987

6,541

6,416

7,928

7,884

7,740

7,521

7,319

7,198

6,981

6,549

6,426

7,921

7,881

7,735

7,516

7,321

7,194

6,980

6,561

6,418

126

Anexo L. Efectos de la esterilización: Matriz de experimentación para potencial zeta


10% p/p 20% p/p


FACTOR

C

Tiempo

(días)


Replica (mV) Replica (mV) Replica (mV) Replica (mV)

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

30

60

100

-69,8

-56,1

-44,6

-36,4

-71,3

-54,2

-46,4

-37,2

-68,3

-55,6

-41,1

-36,9

-70,1

-68,3

-57,8

-51,2

-73,4

-66,2

-60,3

-56,8

-71,3

-69,7

-61,8

-52,4

-73,4

-54,3

-42,5

-32,6

-70,2

-53,7

-39,8

-33,5

-76,4

-54,7

-37,6

-32,1

-77,5

-65,7

-56,4

-48,2

-76,9

-68,1

-53,2

-46,7

-73,6

-71,3

-59,2

-49,8

127

Anexo M. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Matriz para regresión del modelo lineal general para emulsión comercial al 10%p/p.


5°C 40°C

FACTOR C:

Tiempo (días)

Repetición (nm) Repetición (nm)

1 2 3 1 2 3

264

268

273

280

287

293

301

308

315

321

329

326

333

340

347

354

174,3

173,5

186,5

184,6

191,2

196,5

203,6

200,7

201,1

204,5

200,9

203,7

208,5

210,7

212,6

215,8

172,4

179,3

184,3

187,9

193,6

194,3

196,8

198,2

201,3

204,8

200,6

206,7

208,1

210,4

213,8

214,7

181,1

184,5

195,9

193,4

198,2

199,9

200,3

202,8

203,4

203,5

198,7

207,8

215,7

218,9

220,3

228,0

191,3

198,6

203,2

204,1

208,9

210,7

212,2

216,3

217,8

220,1

222,9

228,2

226,5

230,6

232,4

238,5

188,7

200,3

204,0

212,8

214,5

215,3

218,8

217,2

220,9

223,6

228,4

230,0

231,7

236,2

234,9

241,6

186,1

195,2

175,9

208,1

211,1

217,3

219,0

221,8

220,7

223,8

223,4

224,9

226,5

227,7

228,5

231,1

128

Anexo N. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Matriz para regresión del modelo lineal general para emulsión comercial al 20%p/p.


5°C 40°C

FACTOR C:

Tiempo (días)

Repetición (nm) Repetición (nm)

1 2 3 1 2 3

501

505

510

514

524

530

538

545

552

560

566

573

580

587

594

600

251,3

252,8

254,7

256,3

260,1

262,4

265,5

268,2

270,9

274,0

276,3

279,0

281,7

284,4

287,5

289,4

248,3

252,7

256,6

259,4

263,1

265,3

267,8

270,1

272,2

275,6

278,9

280,3

283,9

286,3

289,2

291,1

249,8

253,3

255,5

258,8

259,2

260,1

263,7

267,6

269,2

272,5

275,3

277,7

279,5

283,2

285,4

286,7

283,4

286,5

289,2

291,7

294,4

296,2

299,3

302,2

304,4

307,6

310,4

312,6

315,3

318,2

320,9

322,6

286,3

288,4

291,1

293,5

296,2

299,7

303,6

305,6

307,2

310,3

313,5

315,9

318,7

320,8

324,6

326,2

281,2

285,9

287,3

290,9

293,6

295,2

296,9

300,4

303,1

306,2

308,4

310,2

314,4

316,9

319,8

323,4

129

Anexo O. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Datos de tamaño de gota para emulsiones experimentales al 10 y 20% p/p.


10% 20% 10% 20%

FACTOR

C:

Tiempo

(días)


5°C 40°C

Réplica (nm) Réplica (nm) Réplica (nm) Réplica (nm)

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1

5

10

17

24

30

38

45

52

60

66

73

80

87

94

100

196,5

205,7

203,5

200,9

214,6

215,1

213,4

216,9

221,7

219,8

220,9

225,4

223,2

228,6

222,6

224,5

194,3

203,4

199,8

205,8

206,7

211,3

213,3

214,8

216,1

217,4

219,9

222,7

224,8

226,6

229,5

231,9

200,1

203,9

207,7

206,4

208,5

214,5

215,7

218,9

219,7

220,9

217,4

220,5

223,8

222,4

226,3

226,7

199,6

200,3

201,5

203,8

198,2

210,7

208,7

210,4

212,3

214,5

218,9

213,3

215,6

220,8

226,5

228,1

197,8

203,7

205,3

207,9

204,6

207,1

203,4

211,7

213,9

218,2

220,9

223,6

221,4

219,8

227,7

224,3

196,6

199,8

199,2

204,4

208,1

214,8

210,7

208,1

207,4

207,5

214,2

217,4

220,1

225,9

228,3

231,7

193,2

200,5

211,2

216,5

232,2

235,8

240,3

248,6

254,1

263,2

289,9

293,1

296,1

316,3

317,3

315,1

199,2

204,8

208,3

214,3

222,5

231,3

237,8

240,7

246,2

252,4

274,1

298,6

304,2

323,4

308,2

328,3

203,6

210,7

218,3

220,2

226,1

232,8

236,5

241,5

252,8

273,4

286,3

299,9

302,1

298,4

332,1

341,2

195,4

201,8

208,7

219,6

220,2

224,3

231,3

238,6

241,5

252,8

256,4

258,8

268,3

280,4

296,7

309,2

187,2

205,3

214,2

218,6

222,9

226,3

238,2

242,6

249,8

245,1

254,3

262,2

274,6

288,5

315,6

322,4

199,2

194,1

200,6

208,4

216,7

220,9

226,8

234,7

238,5

249,9

255,6

264,3

278,1

288,5

295,5

310,1

130

Anexo P. Efectos de la temperatura de almacenamiento: Matriz de experimentación para el tamaño de gota.


10% p/p 20% p/p

FACTOR E: Tipo de emulsión

Comercial Experimental Comercial Experimental

FACTOR C

Tiempo

(días)


5°C 40°C 5°C 40°C 5°C 40°C 5°C 40°C

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

Promedio

(nm)

1

5

10

17

24

30

38

45

52

60

66

73

80

87

94

100

52,8

54,6

56,8

59,9

63,0

65,6

69,1

72,2

75,3

78,8

81,5

84,6

87,7

90,7

94,3

96,5

70,2

72,0

74,2

77,3

80,3

83,0

86,5

89,6

92,7

96,2

98,9

102,0

105,0

108,1

111,7

113,9

197,0

204,3

203,7

204,4

209,9

213,6

214,1

216,9

219,2

219,4

219,4

222,9

223,9

225,9

226,1

227,7

198,7

205,3

212,6

217,0

226,9

233,3

238,2

243,6

251,0

263,0

283,4

297,2

300,8

312,7

319,2

328,2

82,1

83,4

85,1

87,4

89,8

91,8

94,5

96,8

99,2

101,9

103,9

106,2

108,6

110,9

113,6

115,3

114,0

115,4

117,0

119,4

121,7

123,7

126,4

128,7

131,1

133,8

135,8

138,1

140,5

142,8

145,5

147,2

198,0

201,3

202,0

205,4

203,6

210,9

207,6

210,1

211,2

213,4

218,0

218,1

219,0

222,2

227,5

228,0

193,9

200,4

207,8

215,5

219,9

223,8

232,1

238,6

243,3

249,3

255,4

261,8

273,7

285,8

302,6

313,9

131

Anexo Q. Datos experimentales para la determinación de la viscosidad dinámica

mediante viscosímetro de Oswalt

Calibración del viscosímetro de Oswalt a 20°C

Repeticiones Tiempo de caída (s) Constantes del viscosímetro

Agua Propanol k1 (cm2/s2) k2 (cm2)

1 23,1 63,3 4,538*10-4 1,069*10-2

2 22,8 63,4 4,523*10-4 6,537*10-3

3 22,9 63,4 4,523*10-4 7,761*10-3

Promedio 22,9 63,3 4,527*10-4 8,330*10-3

Desviación estándar 0,15 0,05 9,543*10-7 2,134*10-3

Tiempo de caída (s)

Repeticiones Emulsión experimental Emulsión comercial

10% p/p 20% p/p 10% p/p 20% p/p

1 35,001 44,005 31,005 38,004

2 35,003 44,008 31,005 38,007

3 35,004 44,006 31,007 38,007

Promedio 35,003 44,006 31,006 38,006


Densidad relativa de la emulsión experimental al 10%p/p

Repeticiones m1

(g)

m2

(g)

m3

(g)

Densidad

específica

Densidad

relativa

(g/cm3)

1 10,1775 10,9681 21,0516 0,9908 0,9888

2 10,1791 10,9678 21,0510 0,9906 0,9886

3 10,1780 10,9679 21,0507 0,9906 0,9887

Promedio 10,1782 10,9679 21,0511 0,9907 0,9887

Desviación

estándar 0,0008 0,0002 0,0005 0,0001 0,0001

Densidad relativa de la emulsión experimental al 20%p/p

Repeticiones m1

(g)

m2

(g)

m3

(g)

Densidad

específica

Densidad

relativa

(g/cm3)

1 10,1775 10,9681 21,0743 0,9930 0,9910

2 10,1791 10,9678 21,0736 0,9928 0,9908

3 10,1780 10,9679 21,0739 0,9929 0,9909

Promedio 10,1782 10,9679 21,0739 0,9929 0,9909

Desviación

estándar 0,0008 0,0002 0,0004 0,0001 0,0001

132

Densidad relativa de la emulsión comercial al 10%p/p

Repeticiones m1

(g)

m2

(g)

m3

(g)

Densidad

específica

Densidad

relativa

(g/cm3)

1 10,1775 10,9681 21,0504 0,9906 0,9887

2 10,1791 10,9678 21,0496 0,9904 0,9885

3 10,1780 10,9679 21,0499 0,9906 0,9886

Promedio 10,1782 10,9679 21,0500 0,9906 0,9886

Desviación

estándar 0,0008 0,0002 0,0004 0,0001 0,0001

Densidad relativa de la emulsión comercial al 20%p/p

Repeticiones m1

(g)

m2

(g)

m3

(g)

Densidad

específica

Densidad

relativa

(g/cm3)

1 10,1775 10,9681 21,0607 0,9917 0,9897

2 10,1791 10,9678 21,0600 0,9915 0,9895

3 10,1780 10,9679 21,0603 0,9916 0,9896

Promedio 10,1782 10,9679 21,0603 0,9916 0,9896

Desviación

estándar 0,0008 0,0002 0,0004 0,0001 0,0001

133

Anexo R. Datos experimentales para la determinación del poder calórico mediante

bomba calorimétrica.

Calibración de bomba calorimétrica con ácido benzoico

Repeticiones masa ácido

benzoico (g)

t

(ºC)

e1

(cal)

e3

(cal)

w

(cal/ºC)

1 0,9341 2,452 0,5 24,59 2417,1

2 0,9434 2,470 0,2 25,81 2423,7

3 0,9519 2,488 0,3 24,40 2427,2

Promedio 0,9431 2,4700 0,3 24,93 2422,6

Desviación

estándar 0,0089 0,0180 0,2 0,768 5,1110

Valor calórico de la emulsión experimental al 10%p/p

Repeticiones masa

muestra (g)

t

(ºC)

e1

(cal)

e3

(cal)

Hg

(cal/g)

Hg

(kcal/l)

1 1,0278 3,807 0,2 25,18 8948,8 1228,3

2 1,0063 3,723 0,1 23,60 8939,5 1227,0

3 1,0471 3,882 0,4 20,36 8961,8 1230,1

Promedio 1,0271 3,804 0,2 23,05 8950,0 1228,5

Desviación

estándar 0,0204 0,080 0,2 2,459 11,229 1,5413

Valor calórico de la emulsión experimental al 20%p/p

Repeticiones masa

muestra (g)

t

(ºC)

e1

(cal)

e3

(cal)

Hg

(cal/g)

Hg

(kcal/l)

1 1,0301 4,002 0,4 24,04 9388,4 2231,6

2 1,0627 4,129 0,1 21,89 9392,2 2232,5

3 1,0084 3,920 0,3 23,17 9393,7 2232,8

Promedio 1,0337 4,017 0,3 23,03 9391,4 2232,3

Desviación

estándar 0,0273 0,105 0,2 1,078 2,7222 0,6470

Documents

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE ......iii UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE QUÍMICA CONSTANCIA DE APROBACIÓN DEL TUTOR Yo, Pablo