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INVESTIGACIÓN
Luz normal a
b c
d
Luz polarizada
a b c
d
Figura 1. Micrografías del almidón de
gura 1. Micrografías del almidón de plá
plátano: a) nativo, b) 1, c) 3 y d) 7 días
nativo, b) 1, c) 3 y d) 7 días de hidrólis de hidrólisis.
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Resúmen
El objetivo de este trabajo fue producir y caracterizar nanocristales de almidón de plátano. Durante el primer día de hidrólisis los gránulos mostraron birrefringencia, pero después del día 3 se observó pérdida del arreglo de los componentes del almidón. El grado de hidrólisis se incrementó considerablemente al 7o día (65%) comparado con el 3er día (24%). Para alcanzar tamaños de partículas ≥ 200 nm, fueron necesarios 7 días de hidrólisis, incrementándose el porcentaje de estas partículas a los 10 días. El patrón de difracción de rayos X de los gránulos de almidón cambió del tipo B (en el nativo) al tipo A en los nanocristales. Los nanocristales presentaron altas temperaturas de transición térmica. Esta última característica podría ser de gran utilidad para industrias que requieran materiales que presenten estabilidad a las altas temperaturas.
Introducción
El plátano es una fuente de almidón no convencional con un contenido de almidón del 75% en base seca (Rosales-Reynoso et al., 2014). El almidón está contenido en gránulos de tamaño variado (0.5 – 100 μm) dependiendo de la fuente botánica. Estos gránulos presentan una arquitectura interna de anillos concéntricosquecrecendesdeelcentroytienendiámetros
de 100-400 nm (Tester, 2004). Estos círculos están separados por una región amorfa y una cristalina, compuestas de amilosa
y amilopectina respectivamente. A través de tratamientos
ácidos se ha logrado fraccionar la estructura semi-cristalina del almidón, obteniéndose nanocristales, que de acuerdo a la fuente botánica presentan diferente tamaño, morfología, polimor smo y características  sicoquímicas (Xu et al., 2014; Dufresne, 2014). Actualmente la producción de nanomateriales se encuentra
en búsqueda constante de procesos y fuentes de material nanoparticulado, ya que su aplicación está revolucionando diversas industrias.
Materiales y métodos
Producción de nanocristales de almidón de plátano mediante hidrólisis ácida: Se pesaron 15 g de almidón nativo y se mezclaron con 100 mL de ácido sulfúrico [3.16 M], se mantuvieron en agitación y temperatura (40°C) constante durante 1, 3, 7 y 10 días. Se centrifugó a 12000 rpm por 15 minutos y se realizaron lavados sucesivos (Kim et al., 2012). Grado de hidrólisis del almidón: Se determinó a partir de una alícuota del sobrenadante obtenida a 1, 3, 7 y 10 días de hidrólisis, (H-1, H-3, H.7, H-10, respectivamente). Se cuanti có el contenido de carbohidratos totales mediante el método de fenol-ácido sulfúrico (Dubois et al., 1956). El grado de hidrólisis se determinó en base al peso de la muestra inicial. Caracterización de los nanocristales del almidón de plátano: Para conocer el efecto de la hidrólisis ácida sobre la morfología de los gránulos y nanocristales de almidón, estos fueron observados bajo luz normal y luz polarizada. El tamaño del gránulo de almidón y los nanocristales fue determinado por análisis de
difracción de rayo láser (Malvern Instruments, 2000). El tamaño de partícula se expresó como diámetro medio D (v, 0.5) y distribución de volumen. Para determinar el patrón de difracción de rayos X de las muestras y porcentaje de cristalinidad se utilizó un difractómetro de la marca PANalytical modelo X Pert PRO MRD y la ecuación correspondiente.
Calorimetría diferencial de barrido: Se pesó 1 mg de hidrolizados de almidón (debido a su alta porosidad), sobre una charola de aluminio y posteriormente se selló. Se utilizó un programa de calentamiento de 10 a 250 oC a una velocidad de 10 oC/min.
Resultados
Grado de Hidrólisis: El grado de hidrólisis del almidón se
incrementó en función de los días de hidrólisis. Del día 1 al 7,
el grado de hidrólisis aumento de 9.9% hasta 24%, del día 7
al 10, alcanzó un 65%; esto indica que la estructura molecular
del almidón después de los 7 días queda debilitada y propensa
a ser hidrolizada por el ácido. Estudios enfocados a producir
nanocristales de almidón de distintas fuentes han requerido
entre 5 y 7 días de hidrólisis para producir nanocristales (Xu et
al., 2014; Kim et al., 2012). A los 7 días de hidrólisis reportaron ungradodeIhnidvróelistisigdeac91ió%n,8y5%De,6s2a%rr,o9l0l%oeyn73%CienciayTecnol respectivamente, para almidón de maíz waxy, normal y alto
en amilosa, papa y chícharo. El almidón de plátano alcanzó
un grado de hidrólisis menor comparado con los almidones
reportados por Kim et al., 2012. El grado de hidrólisis ácida del
almidón es in uenciado por la fuente botánica y sobre todo
por la organización molecular
dentro de la estructura
granular, aunque este tema
no es totalmente conocido
y podría diferir para cada
almidón.
Producción de Nanocristales de Almidón de
Plátano por Hidrólisis Ácida: caracterización parcial
Sánchez De La Concha B.Ba*, Pacheco Vargas Ga , y Agama Acevedo. Instituto Politécnico Nacional, Morelos, México. * betsebath@gmail.com
Cambios morfológicos en la estructura granular durante la producción de nanocristales: El primer día de hidrólisis
se observó que el residuo contenía una cantidad considerable de gránulos
de almidón y que bajo luz polarizada presentaban birrefringencia (Figura 1). Esto indica que la organización molecular del almidón no fue afectada considerablemente por el ácido sulfúrico, lo
cual concuerda con el bajo porcentaje de hidrólisis (9%).Fi Sin embrago, el tamaño de a) los gránulos se redujo de su
tan is.
sectores
8.0 6.0
en (%)


































































































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