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Des gouttes dans une goutte sans tensio-actifs

Des émulsions d’émulsions permettent un stockage compartimenté de principes actifs

Emulsions multiples stabilisées par des fibrilles de cellulose partiellement fusionnées sous l’effet de forces centrifuges à 2500 g. Les interfaces sont marquées avec un marqueur fluorescent. © Inra, Gisela Cunha
Mis à jour le 13/01/2015
Publié le 19/12/2014

Les émulsions multiples sont des émulsions d’émulsion. Autrement dit la stabilisation de gouttes internes dans des gouttes de plus grands diamètres (globules).

De telles émulsions constituent d’importants modes de stockages compartimentés, par exemple de principes actifs. Cette compartimentation en fait des systèmes complexes dont la stabilité est difficile à maîtriser. En effet, comme pour les émulsions simples, les émulsions multiples sont sujettes au phénomène de coalescence (fusion des gouttes) qui peut toucher les globules, les gouttelettes internes, ou une gouttelette interne et un globule. Néanmoins, les émulsions multiples ont montré des intérêts applicatifs dans la libération contrôlée dans des domaines variés, comme en pharmaceutique, cosmétique et alimentaire.

L’unité Biopolymères, Interactions, Assemblages à Nantes a déjà montré que les parties cristallines de la cellulose présentaient la capacité de stabiliser durablement des émulsions directes huile-dans-eau (h/e). Ces émulsions de type Pickering, c.a.d. stabilisées par des particules solides submicrométriques, sont extrêmement stables [1] et peuvent être utilisées en substitution des tensio-actifs issus de l’industrie pétrochimique.

Une modification hydrophobe de la surface de ces nanocelluloses par des chaines alkyles permet de former des émulsions inverses eau-dans-huile (e/h). En associant ces deux types de stabilisants, il est maintenant possible de former des émulsions plus complexes du type huile-dans-eau-dans-huile (h/e/h) qui peuvent fusionner sous l’effet d’une contrainte telle que la centrifugation (figure ci-dessous) [2].

  Emulsions simples directe (h/e) et inverse (e/h) stabilisées uniquement par des particules de cellulose permettant de réaliser des émulsions multiples. L’eau est marquée à la fluorescéine.. © Inra, Gisela Cunha
Emulsions simples directe (h/e) et inverse (e/h) stabilisées uniquement par des particules de cellulose permettant de réaliser des émulsions multiples. L’eau est marquée à la fluorescéine. © Inra, Gisela Cunha

Ce travail, réalisé en collaboration avec un laboratoire suédois (Royal Institute of Technology, KTH – Stockholm), a mis en évidence que la stabilisation par des particules colloïdales biodégradables comme la cellulose conduit à des émulsions sans tensio-actifs, stables et dont le relargage est contrôlable par application d’un cisaillement.

 

Références

  1. Kalashnikova, I., H. Bizot, Cathala B. and Capron I. (2012). "Modulation of Cellulose Nanocrystals Amphiphilic Properties to Stabilize Oil/Water Interface." Biomacromolecules 13(1): 267-275.
  2. Cunha, A. G., J.-B. Mougel, Bizot H., Cathala B., Berglund L. and Capron I (2014). "Preparation of Double Pickering Emulsions Stabilized by Chemically Tailored Nanocelluloses." Langmuir 30(31): 9327-9335.
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Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
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