Etilcellulosa è un composto chimico, polisaccaride,  il componente principale della struttura delle piante e fonte abbondante e importante di carboidrati complessi. E' l'etere etilico della cellulosa prodotto per via sintetica da fibre di cotone o per eterificazione della cellulosa alcalina con cloruro di metile per formare gli eteri della cellulosa.

E' un derivato della cellulosa in cui alcuni gruppi idrossilici della catena della cellulosa sono stati sostituiti con gruppi etilici. Questa modifica le conferisce proprietà uniche, come l'insolubilità in acqua e la solubilità in alcuni solventi organici. L'etilcellulosa è ampiamente utilizzata nelle industrie alimentare, farmaceutica e cosmetica come agente addensante, stabilizzante, formante film e agente di rivestimento. È anche apprezzata per la sua capacità di controllare il rilascio di ingredienti attivi nelle applicazioni farmaceutiche.

Composizione chimica e struttura

L'etilcellulosa si forma attraverso la reazione chimica della cellulosa con cloruro di etile in presenza di un catalizzatore alcalino. Questo processo sostituisce i gruppi idrossilici (-OH) nella cellulosa con gruppi etilici (-C₂H₅). Il grado di sostituzione etilica determina la sua solubilità e le sue prestazioni in diverse applicazioni. La sua struttura la rende non ionica, migliorando la sua stabilità in varie formulazioni.

Proprietà fisiche

Si presenta generalmente come una polvere bianca o in granuli, inodore e insapore. È insolubile in acqua ma solubile in solventi organici come etanolo, toluene ed etilacetato. Grazie alla sua natura idrofobica, può formare film e rivestimenti che forniscono barriere contro l'umidità e i gas. Inoltre, agisce come agente addensante nelle formulazioni a base di olio.

Processo di produzione

L'etilcellulosa è prodotta facendo reagire la cellulosa, solitamente ottenuta dalla polpa di legno o dal cotone, con cloruro di etile in condizioni alcaline. Questa reazione sostituisce i gruppi idrossilici della cellulosa con gruppi etilici, producendo etilcellulosa. Il materiale risultante viene purificato e trasformato in polvere o granuli pronti per l'uso industriale.

• Estrazione della cellulosa: La cellulosa viene estratta da fonti vegetali, come legno o cotone. Questo processo può includere la macerazione e il trattamento chimico con soluzioni alcaline per rimuovere lignina e emicellulosa.

• Modificazione chimica: La cellulosa estratta viene sottoposta a un processo di etilazione, in cui gruppi etilici (-C₂H₅) vengono aggiunti alla cellulosa utilizzando un reagente di etilazione come cloruro di etile in presenza di un solvente, solitamente un alcol. Questo processo trasforma la cellulosa in etilcellulosa, modificando le sue proprietà fisiche e chimiche.

• Purificazione: L'etilcellulosa prodotta viene purificata per rimuovere eventuali impurezze e residui chimici. Questo può includere lavaggi e filtrazioni per garantire la qualità del prodotto finale.

• Essiccazione e macinazione: Una volta purificata, l'etilcellulosa viene essiccata e macinata in polvere fine per facilitarne l'uso nelle formulazioni.

• Controllo qualità e confezionamento: Infine, l'etilcellulosa viene sottoposta a controlli di qualità per verificarne la purezza e le proprietà funzionali. Dopo l'analisi, viene confezionata per la distribuzione e l'uso.

Applicazioni

• Industria alimentare: L'etilcellulosa (E462) è utilizzata come agente emulsionante, addensante e stabilizzante in alcuni prodotti alimentari. Grazie alla sua insolubilità in acqua, viene impiegata nei rivestimenti per alimenti, come nella produzione di aromi o vitamine incapsulati.

• Farmaceutica: Nell'industria farmaceutica, l'etilcellulosa è ampiamente utilizzata come agente formante film in compresse e capsule a rilascio controllato. Viene inoltre utilizzata come legante nelle formulazioni di compresse e per migliorare la stabilità delle sospensioni farmaceutiche.

• Cosmetici: Nei cosmetici, l'etilcellulosa è impiegata come formante film e agente addensante in lozioni, creme e gel per capelli, migliorando la texture e stabilizzando le emulsioni.

Funzioni INCI:

Binder. Composto legante che è utilizzato in prodotti cosmetici, alimentari e farmaceutici come antiagglomerante con la funzione di rendere setoso, compatto e omogeneo il prodotto in cui è inserito. Il legante, naturale come mucillagini, gomme e amidi oppure chimico, può avere forma di polvere o di liquido.

Agente filmogeno. Produce, nel momento dell'applicazione, una pellicola sottilissima continua con un  bilanciamento ottimale  di coesione, adesione ed adesività  su pelle, capelli o unghie per contrastare o limitare danni da fenomeni esterni come prodotti chimici, raggi UV e inquinamento.

Agente di controllo della viscosità. Controlla e adatta, aumentando o diminuendo, la viscosità al livello richiesto per una stabilità chimica e fisica ottimale del prodotto e del dosaggio in gel, sospensioni, emulsioni, soluzioni. 

CAS   9004-57-3

Sicurezza d'uso

L'E461 è considerato sicuro per l'uso negli alimenti ed è approvato da vari enti regolatori internazionali, come l'Unione Europea e la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti. Non sono noti effetti collaterali significativi quando viene utilizzato nelle dosi raccomandate. 

Una eccessiva assunzione di cellulose come E462 può essere associata a rischi elevati di malattie cardiovascolari (CVD) (1).

Sicurezza alimentare animale

Il Gruppo di esperti scientifici dell'EFSA sugli additivi alimentari ha concluso che l'etilcellulosa è considerata sicura per tutte le specie animali. L'uso dell'etilcellulosa nell'alimentazione animale non è preoccupante per la sicurezza dei consumatori. L'uso dell'etilcellulosa come additivo per mangimi è considerato sicuro per l'ambiente. L'additivo è considerato efficace nell'alimentazione di tutte le specie animali (2).

Altri usi

Vengono ricavati dalla cellulosa:

• produzione di biocarburanti
• carta
• fibre tessili
• plastiche
• esplosivi
• vernici
• biomateriali

• Formula molecolare     C₂₀H₃₈O₁₁
• Peso molecolare    454.5
• CAS  9004-57-3
• UNII    47MLB0F1MV  100 MPA.S
• EC Number   618-384-9
• DSSTox ID  
• IUPAC  2-[4,5-diethoxy-2-(ethoxymethyl)-6-methoxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)-5-methoxyoxane-3,4-diol
• InChl=1S/C20H38O11/c1-6-26-10-12-16(17(27-7-2)18(28-8-3)20(25-5)30-12)31-19-14(23)13(22)15(24-4)11(9-21)29-19/h11-23H,6-10H2,1-5H3
• InChl Key      ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N
• SMILES  CCOCC1C(C(C(C(O1)OC)OCC)OCC)OC2C(C(C(C(O2)CO)OC)O)O
• MDL number  MFCD00131037
• PubChem Substance ID    
• RTECS  FJ5950500
• RXCUI   1310565    

Bibliografia_____________________________________________________________________

(1) Sellem L, Srour B, Javaux G, Chazelas E, Chassaing B, Viennois E, Debras C, Salamé C, Druesne-Pecollo N, Esseddik Y, de Edelenyi FS, Agaësse C, De Sa A, Lutchia R, Louveau E, Huybrechts I, Pierre F, Coumoul X, Fezeu LK, Julia C, Kesse-Guyot E, Allès B, Galan P, Hercberg S, Deschasaux-Tanguy M, Touvier M. Food additive emulsifiers and risk of cardiovascular disease in the NutriNet-Santé cohort: prospective cohort study. BMJ. 2023 Sep 6;382:e076058. doi: 10.1136/bmj-2023-076058. PMID: 37673430; PMCID: PMC10480690.

(2) EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP), Bampidis, V., Azimonti, G., Bastos, M.D.L., Christensen, H., Dusemund, B., Kos Durjava, M., Kouba, M., López‐Alonso, M., López Puente, S. and Marcon, F., 2020. Safety and efficacy of methyl cellulose for all animal species. Efsa Journal, 18(7), p.e06212.

Abstract. Following a request from the European Commission, the Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP) was asked to deliver a scientific opinion on methyl cellulose as a feed additive for all animal species. Methyl cellulose is intended for use as a technological additive (functional groups: emulsifier, stabiliser, thickener, gelling agent and binder) in premixtures and feedingstuffs for all animal species with no minimum and maximum content. A proper identification and characterisation of methyl cellulose as required for a feed additive is not available and the occurrence of potential toxic impurities cannot be assessed. The following conclusions apply only to methyl cellulose meeting the food additive specifications. The FEEDAP Panel concluded that methyl cellulose is considered safe for all animal species. The use of methyl cellulose in animal nutrition is of no concern for consumer safety. In the absence of data, the FEEDAP Panel was not in the position to conclude on the safety of methyl cellulose for the user. The use of methyl cellulose as a feed additive is considered safe for the environment. The additive is considered to be efficacious in feedingstuffs for all animal species.