Obtención y caracterización de nanopartículas de celulosa para la industria alimentaria

DI GIORGIO, LUCIANA; SALGADO, PABLO RODRIGO; MAURI, ADRIANA NOEMÍ

Cordoba

Congreso; VII Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CICyTAC 2018); 2018

En los últimos años, ha crecido el interés en la obtención de nanopartículas apartir de polisacáridos, especialmente celulosa, dada su biodegradabilidad,fácil obtención, bajo costo y no toxicidad. Estas nanopartículas podrían serutilizadas por la industria alimentaria como estabilizantes, ingredientesfuncionales y nuevos aditivos para incorporar a los envases alimentarios Elobjetivo de este trabajo fue obtener y caracterizar nanopartículas de celulosa(NC) diferentes en cuanto a su cristalinidad, tamaño y morfología a partir defibras de formio, empleando diferentes metodologías: hidrólisis acida ytratamientos mecánicos. Las fibras de formio (Phormium tenax) se cortaron, setrataron con álcali (NaOH 1N, 80°C), se blanquearon (H2O2 4% v/v, 80°C), selavaron con agua y se secaron a 80ºC. Estas fibras se sometieron a distintostratamientos: i) hidrólisis ácida con H2SO4 (c) durante 120 minutos a 45°C yposterior lavado de la suspensión hasta neutralidad, diálisis, sonicacion yalmacenamiento en refrigeración hasta su utilización (procesamiento antesrealizado a partir de celulosa microcristalina), ii) homogeneización mecánicasometiendo a dispersiones acuosas (2%p/v) a un refinamiento en un molinotipo PFI y posteriormente en un molinillo de fricción ultra-finaSuperMasscolloider (TM), iii) tratamiento enzimático con endoglucanasas, por120 minutos a 50ºC y pH 5 y posterior tratamiento mecánico (ii), iv) tratamientooxidativo con el reactivo 2,2,6,6- tetrametilpiperedina-1-oxil (TEMPO) por 120minutos a 25°C y pH 10 y posterior tratamiento mecánico (ii). No fue posibleobtener los nanocristales de celulosa (NCC) a partir de las fibras de formio, yaque las fibras se carbonizaron durante el proceso de hidrolisis (se lograronobtener trabajando con celulosa microcristalina). Sí fue posible obtenernanofibras a partir de las fibras de formio tratadas y modificadas porhomogeneización mecánica. Todas las fibras presentaron dimensionesnanometricas menores a 10 nm, siendo las de tratamiento oxidativo (TQ) las demenor diámetro mientras que el largo de las fibras fue superior a 800 nm, excepto las de tratamiento enzimático (TE) que presentaron valores de 400 nmaproximadamente según su análisis por microscopía de fuerza atómica. Elíndice de cristalinidad por DRX fue entre 55 y 60%. Al medir el potencial Z seobservó que las nanofibras por tratamiento oxidativo tenían una cargasuperficial negativa por los tratamientos realizados mientras que las dosrestantes no presentaron carga. Por FTIR se pudo analizar además que a partirdel tratamiento oxidativo de las fibras, aumenta la cantidad de gruposcarboxilos (pico a 1700 cm-1) lo cual evidencia la efectividad del proceso. Estasnanopartículas podrían utilizarse para distintas finalidades según lascaracterísticas fisicoquímcas que poseen, por ejemplo las que tienen mayorlongitud (TM y TQ) podrían ser útiles como refuerzo de materiales; mientrasque las que pueden tener carga superficial (TQ) podrían ser promisorias comoagentes emulsificantes.