Revisión de la modificación química del almidón con ácidos orgánicos

Review of the chemical modification of starch with organic acids

La obtención de un material biodegradable a partir de la reacción del almidón con ácidos orgánicos tiene gran interés debido a que conllevaría a la generación de nuevos materiales con propiedades físicas y químicas que podrán utilizarse ampliamente en las industrias de la química fina, cosmética y alimentos. Así mismo, el almidón modificado, al poseer carácter biodegradable, ayudaría a la disminución de contaminantes de residuos sólidos. Este artículo presenta una revisión de algunos estudios sobre las modificaciones de los almidones con ácidos orgánicos y las aplicaciones en los sectores de la industria química.

Introducción

En una variedad de tejidos de origen botánico, incluyendo los frutos, semillas, hojas y tubérculos, se encuentra el almidón. Este posee la característica de ser la reserva de carbohidratos de las plantas, es insoluble en agua fría y generalmente está depositado como diminutos gránulos de tamaño entre 1 a 100 micrómetros y con la posibilidad de tener mayores diámetros (Wurzburg, 1986).

Las diferentes características del almidón, no sólo la morfología y   el tamaño del gránulo, sino también la calidad y la composición que posee, están muy relacionadas con la procedencia de la fuente vegetal de la cual se obtiene (Reis y Cunha, 2005) y a su vez puede variar las características entre la misma especie.

El almidón está constituido esencialmente por una mezcla de polisacáridos conformada por amilosa y la amilopectina, y una fracción minoritaria (de 1% a 2%) de conformación no glucosídica (French, 1984). La mayoría de los almidones en su estructura glucosídica está conformada por 20% de amilosa, y el restante 80% de amilopectina.

La amilosa es esencialmente un polímero, en el cual las unidades de anhidro glucosas están presentes y unidas en mayor parte por enlaces glucosídicos α(1-4) (Figura 1) y un leve grado de ramificación en enlaces α(1-6). La molécula tiene un peso molecular promedio de 105 a 106 g/mol (Tester et al., 2004) y por la presencia de grupos hidroxilos ofrece propiedades hidrofílicas al polímero (Wurzburg, 1986).

La otra fracción del almidón es la amilopectina, que son moléculas más grandes que la amilosa y contienen enlaces glucosídicos α(1-4) y α(1-6) (Figura 2) y ramificaciones que dan a su forma molecular semejanza a un árbol (Reis y Cunha, 2005). La macromolécula posee un peso molecular  comprendido de 107 a 108 g/mol (Tester et al., 2004). 

La funcionalidad y propiedades del almidón, como la resistencia mecánica y la flexibilidad, relacionadas con el carácter de la región cristalina, dependen de la relación entre la amilosa y la amilopectina, del grado de ramificación y de la distribución del peso molecular (Reis y Cunha, 2005).