Obtención de polvos de nanocelulosa de origen bacteriano: agregado de sorbitol para lograr su redispersión en agua

E. ROSSI; M.I. ERREA; M.L. FORESTI

CABA

Encuentro; Fronteras en Nanobiotecnología III; 2022

FFyB, UBA

En las últimas dos décadas las nanocelulosas –término que hace referencia a elementos decelulosa con al menos una de sus dimensiones en el rango de 1 a 100 nm [1]– han despertado elinterés de la comunidad científica y tecnológica. Las propiedades más importantes de lasnanocelulosas son: elevada relación superficie-volumen, alta resistencia y rigidez, muy bajocoeficiente de expansión térmica, baja densidad, alta relación de aspecto y biodegradabilidad,entre otras.Dentro de este grupo de nanomateriales se encuentra la celulosa de origen bacteriano (BNC, porsus siglas en inglés, bacterial nanocellulose) que se obtiene por un proceso fermentativo medianteel cual, bajo condiciones adecuadas, bacterias específicas producen como metabolito primarioextracelular nanofibrillas de celulosa con sección transversal rectangular de aproximadamente 3–10 nm de espesor, 30–100 nm de ancho y 1–9 μm de longitud [2]. En cultivo estático lasnanocintas de BNC forman membranas con muy bajo contenido de sólidos en la superficie airemediode cultivo. La deshidratación de la BNC conduce a la agregación irreversible de lasnanofibrillas, y con ello a la pérdida de su tamaño nanométrico y de sus propiedades distintivas.Este fenómeno, que se conoce como hornificación, tiene lugar a raíz de la formación de puentesde hidrógeno entre las nanofibrillas de celulosa durante el proceso de secado [3,4]. En función delas implicancias económicas y técnicas del almacenamiento, transporte y en algunos casos de lautilización de la BNC como suspensión acuosa con muy bajo contenido de sólidos, así como dela imposibilidad de reconstituir sus polvos manteniendo las características originales previas alsecado, en los últimos años ha surgido gran interés por el desarrollo de estrategias que permitanobtener polvos redispersables de BNC.En este contexto, y con la hipótesis de que un aditivo polihidroxilado –por interaccionar con losgrupos hidroxilos de la celulosa– causaría una función disruptiva de los puentes de hidrógenointercatenarios; en este trabajo se propuso la inclusión de sorbitol durante el proceso de secado.El sorbitol es un derivado de la glucosa biodegradable, abundante y económico, ampliamenteutilizado en la industria alimentaria. Se obtuvieron polvos de BNC con el aditivo y se analizó suredispersabilidad en agua mediante ensayos de sedimentación y de determinación de superficieespecífica utilizando el método de Rojo Congo [5]. Se estudió la influencia de la cantidad desorbitol agregada (proporciones Sorbitol:BNC 1:1; 3:1; 5:1), de los métodos de secado(liofilización; secado en estufa) y de la estrategia de redispersión (Ultra-Turrax; agitaciónmecánica) en la redispersabilidad de la BNC.Los resultados obtenidos mostraron que, a diferencia de las muestras secadas en estufa sin eladitivo que no se redispersaron en absoluto, las mezclas de sorbitol y BNC secadas en estufa síse pudieron redispersar adecuadamente en agua. Estos resultados, junto con la posibilidad deremover fácilmente el sorbitol mediante una filtración adecuada, sugieren que su adición podríaser una estrategia prometedora para la producción de polvos de BNC redispersables en agua.