Reología de solventes eutécticos naturales para el aislamiento de bioactivos

CAROLINA BELÉN GÓMEZ VARGAS; CARLOS MAURICIO OTÁLORA GONZÁLEZ; LIA NOEMI GERSCHENSON

Buenos Aires

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos; 2023

AATA

El desarrollo de procesos sostenibles para el aislamiento de bioactivos partiendo de residuos agroindustriales, requiere contar con solventes que no afecten el ambiente. En los últimos años se incrementó el interés en utilizar solventes eutécticos naturales (NADES) para dicho fin. Estos solventes están constituidos por una mezcla eutéctica de compuestos naturales (i.e. ácidos orgánicos, azúcares) en una específica relación molar, obteniéndose una mezcla líquida homogénea y biodegradable caracterizada por una estructura supramolecular con la presencia de uniones puente de hidrógeno. Sin embargo, su alta viscosidad, puede ser una limitante para lograr una exitosa extracción de bioactivos. En este marco, el objetivo de este estudio, fue caracterizar reológicamente dos NADES constituidos por una relación molar de 1:1:3 de ácido cítrico:glucosa:agua (CGA) o 5:1:3 de ácido láctico:glucosa:agua (LGA). Para ello, fueron constituidos bajo agitación a 80 y 50°C, respectivamente. La caracterización reológica, se llevó a cabo mediante ensayos en modo flujo, en un reómetro dinámico, utilizando una geometría de cono y plato. La respuesta de la viscosidad () al aumento de temperatura, se estudió entre 25 y 100°C para una velocidad de deformación (ẏ) de 100 s -1 y la energía de activación (EA) se calculó aplicando una ecuación de tipo Arrhenius. Las curvas de esfuerzo de corte (τ) o  en función de ẏ, se evaluaron a 25 °C entre 0 y 300 s -1. La EA de la variación de  con la temperatura presentó valores de 70 kJ/mol para CGA y de 37 kJ/mol para LGA, siendo la viscosidad a 25 °C de 16371 mPa.s para CGA y de 87 mPa.s para LGA. La alta viscosidad a temperatura ambiente para CGA podría afectar la eficiencia de extracción de los bioactivos por parte de dicho solvente. Sin embargo, dada su alta EA, a las temperaturas habitualmente utilizadas para la extracción (60-80°C), las viscosidades descienden a valores entre 462 y 137 mPa.s, lo cual favorecería la transferencia de masa desde la matriz hacia CGA. Los datos de flujo se evaluaron con el modelo de Ostwald, observándose un ajuste significativo y valores de índice de la potencia (n) de 0,99 para CGA y de 0,95 para LGA. En cuanto al parámetro consistencia (k), CGA presentó un valor de 15,33 Pa·sn significativamente mayor que el de LGA (0,08 Pa·sn). Se puede concluir que la dificultad para el uso de CGA como extractante por su alta viscosidad, podría superarse al realizar la extracción a altas temperaturas. Sin embargo, ello podría constituir un problema por la termolabilidad de algunos bioactivos, así como por la alteración que podría sufrir la estructura supramolecular del NADES. Es necesario profundizar el estudio reológico de estos solventes a través de ensayos oscilatorios para poder evaluar si existen características elásticas en los mismos, que podrían estar vinculadas a la alta viscosidad detectada, en particular para CGA y su incidencia en la capacidad extractante así como en la aplicación de métodos de asistencia como el ultrasonido.