Síntesis verde y libre de reactivos de nanopartículas de almidón a partir de almidón de maíz normal mediante el...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Nanotecnología
• Bioquímica

Sus antecedentes:

• Los métodos convencionales de «bottom-up» para la síntesis de nanopartículas de almidón (SNP) a menudo dependen de reactivos químicos o enzimas, lo que plantea desafíos de escalabilidad.
• La comprensión de los mecanismos de autoensamblaje y las características estructurales de las SNPs es crucial para optimizar sus propiedades.
• La temperatura de pirólisis influye significativamente en las propiedades fisicoquímicas y el rendimiento de las SNPs.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método escalable y libre de reactivos de autoensamblaje pirolítico (PSA) para la síntesis de nanopartículas de almidón (SNPs) a partir de almidón de maíz normal.
• Investigar las características estructurales multiescala y el mecanismo de autoensamblaje de las PSA-SNPs.
• Evaluar el impacto de la temperatura de pirólisis en las propiedades fisicoquímicas de las SNPs sintetizadas.

Principales métodos:

• Método de autoensamblaje pirolítico (PSA) que implica la pirólisis controlada de almidón de maíz a temperaturas que oscilan entre 170 y 210 °C.
• Dispersión en agua caliente del almidón pirolizado para inducir el autoensamblaje en SNPs.
• Caracterización de SNPs mediante técnicas para evaluar el tamaño de partícula, el peso molecular, la distribución de la longitud de la cadena y los grupos funcionales.
• Comparación de PSA-SNPs con las producidas mediante nanoprecipitación clásica.

Principales resultados:

• La temperatura óptima de pirólisis de 190°C produjo SNPs con peso molecular y radio de giro reducidos, preservando al mismo tiempo las distribuciones de longitud de cadena del almidón nativo.
• La pirólisis a 210°C provocó una degradación térmica excesiva, evidenciada por un aumento de la escisión del enlace glucosídico α-1,6 y una reducción del peso molecular.
• El método PSA produjo SNPs con un tamaño Z promedio más pequeño (53,8 nm), un mayor rendimiento (97,5%) y una mejor rediszpersión en agua caliente (96,2%) en comparación con la nanoprecipitación.

Conclusiones:

• El método PSA es una ruta novedosa, libre de reactivos y escalable industrialmente para producir nanopartículas de almidón de alta calidad.
• Las PSA-SNPs exhiben una capacidad superior de anti-retrogradación debido a su distinto mecanismo de autoensamblaje tipo micela.
• El método PSA ofrece ventajas significativas en términos de rendimiento, tamaño de partícula y rediszpersión sobre los métodos convencionales.