Disolución y regeneración de queratina de plumas de pato utilizando N-metilmorfolina N-óxido en condiciones variables

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Biomateriales
• Química Verde
• Química de Proteínas

Sus antecedentes:

• Los residuos avícolas, específicamente las plumas de pato, son una rica fuente de queratina, una proteína con potencial en diversas aplicaciones de materiales.
• Los métodos tradicionales de extracción de queratina a menudo implican productos químicos agresivos y no son respetuosos con el medio ambiente.
• El desarrollo de procesos de extracción sostenibles y eficientes es crucial para la valorización de los subproductos avícolas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de extracción de queratina ambientalmente benigno de plumas de pato utilizando N-metilmorfolina N-óxido (NMMO).
• Investigar sistemáticamente la influencia de los parámetros del proceso (relación sólido-líquido, temperatura, tiempo) en el rendimiento y la estructura de la queratina.
• Caracterizar las propiedades de la queratina regenerada.

Principales métodos:

• Las plumas de pato se disolvieron en NMMO acuoso bajo condiciones variadas.
• La queratina se regeneró mediante precipitación utilizando agua o ácidos orgánicos (acético, cítrico, sulfúrico).
• La caracterización incluyó FTIR, RMN de estado sólido de 13C, XRD, DSC, SEM, TGA y análisis elemental.

Principales resultados:

• Las condiciones óptimas de extracción (S/L 0.1, 110°C, 7h) lograron hasta un 48% de rendimiento de queratina regenerada.
• La precipitación con ácido cítrico impactó significativamente el entorno químico y la estructura de la queratina, confirmado por análisis espectroscópicos y cristalográficos.
• Los análisis térmicos y morfológicos demostraron una fuerte dependencia de la integridad estructural de los parámetros del proceso.

Conclusiones:

• Se desarrolló con éxito una ruta escalable y más ecológica para la recuperación de queratina de plumas de pato utilizando un sistema de disolvente NMMO reciclable.
• El estudio proporciona información mecanicista sobre las interacciones disolvente-biopolímero, aplicables a una valorización más amplia de la biomasa.
• Los hallazgos resaltan la importancia de la precipitación controlada para preservar la estructura y las propiedades de la queratina.