Caracterización reológica de mucílago de Opuntia ficus-indica en flujo cortante.

Opuntia ficus-indica (nopal) se cultiva en diferentes países con propósitos industriales y de alimentación. El mucílago obtenido del nopal es un polisacárido que puede ser usado como espesante o modificador reológico y ha sido objeto de estudio desde los años 1950s debido a sus múltiples aplicaciones que van desde su uso en recubrimientos alimentarios hasta en la construcción, en donde ha sido utilizado para aumentar la plasticidad y disminuir la permeabilidad de agua de pastas de cemento y cal, además de que es bien conocida su capacidad para formar películas. A pesar de la gran cantidad de potenciales aplicaciones del mucílago de nopal, no existen suficientes estudios sistemáticos enfocados al entendimiento del comportamiento reológico de sus soluciones. Así, el propósito de esta investigación fue obtener un conocimiento más profundo del comportamiento reológico de soluciones de mucílago de nopal con diferentes concentraciones y edades de maduración en flujo cortante. Para llevar a cabo este estudio se extrajeron mucílagos de cladodios con diferentes edades de maduración, a saber, 20, 40 y ~ 600 días, por medio de liofilizado y se llevó a cabo un análisis de la composición química e identificación de carbohidratos. Los experimentos en flujo cortante estacionario y dinámico oscilatorio se realizaron por medio de un reómetro rotacional de esfuerzo controlado a 25 °C usando las geometrías de cono y plato y Couette. Las soluciones acuosas se prepararon a concentraciones de 2, 4 y 6 % p/p. Se encontró que la viscosidad de las soluciones se incrementó con la concentración de mucílago así como con la edad de maduración para una concentración dada. Más aun, los mucílagos de los cladodios más maduros produjeron geles débiles caracterizados por un esfuerzo de cedencia. Las soluciones preparadas con los mucílagos de los cladodios jóvenes no exhibieron elasticidad, mientras que las obtenidas de los más maduros mostraron un comportamiento altamente elástico a concentraciones mayores al 4% p/p. En este caso, la primera diferencia de esfuerzos normales se incrementó con el esfuerzo de corte pero disminuyó con la concentración para un esfuerzo dado. Finalmente, las soluciones de mucílago de los cladodios maduros al 4 y 6 % p/p siguieron la regla de Cox-Merz a baja frecuencia angular y bajas razones de corte, pero se desviaron de ella una vez que los esfuerzos normales se hicieron significativos. Los resultados en este trabajo indican que el incremento en la viscosidad y en la elasticidad, así como la formación de geles en los mucílagos del nopal maduro, son el resultado de un aumento del peso molecular con la edad de maduración