Caracterización funcional de almidón catiónico de yuca (Manihot esculenta)

Functional characterization of cationic starch of cassava (Manihot esculenta)

Almidones catiónicos fueron obtenidos a partir de almidón nativo extraído de tres variedades de yuca, a diferentes condiciones de temperatura (28-50°C) y tiempos de reacción (7-24h) utilizando cloruro de 2,3-epoxipropiltrimetilamonio como reactivo cationizante y NaOH como catalizador en un proceso seco en medio etanólico. Se estudió el efecto de estos tres factores en el grado de sustitución (DS), eficiencia de  la  reacción  (RE)  y  propiedades  funcionales  del  almidón.  El  DS  de  los  almidones  catiónicos  y  las  propiedades funcionales no se vieron afectados significativamente por las condiciones de reacción a excepción de la temperatura de gelatinización, la cual es afectada por la temperatura de reacción. Se obtuvieron almidones con bajos grados de sustitución, entre 0,009 y 0,023, y las propiedades funcionales estudiadas en almidones catiónicos aumentaron con respecto a los almidones nativos.

Introducción

El almidón presenta ventajas sobre otros materiales empleados a nivel industrial, es un material de fuentes naturales, es renovable, biodegradable, abundante y su procesamiento es de bajo costo. Gracias a estos beneficios se ha utilizado como materia prima, como aditivo o como sustituto de materiales derivados del petróleo.

La modificación química de almidones produce una alteración en una o más de las propiedades físicas, químicas o estructurales del almidón. Así, en la actualidad existen almidones modificados elaborados para usos específicos, entre los que se destacan los almidones catiónicos obtenidos por modificación química (eterificación) cuyo principal cliente es la industria del papel, para el control de la floculación, la retención y la resistencia del papel; además son floculantes naturales eficaces para el tratamiento de la materia orgánica e inorgánica en aguas residuales.

Los almidones catiónicos son almidones modificados producidos a partir de la reacción química de eterificación entre el almidón nativo y compuestos que en su estructura contienen grupos que son capaces de proporcionar o  adicionar una carga eléctrica positiva a la estructura del almidón nativo. Como menciona Xie et al., la cationización del almidón consiste en la sustitución de grupos hidroxilo de las unidades de glucosa del almidón por uno de estos grupos funcionales. Los grupos funcionales más utilizados para la obtención de almidón catiónico son el grupo amino terciario y sales cuaternarias de amonio para producir los éteres de almidón. En la reacción de cationización los hidroxilos del almidón interaccionan con el grupo epóxido formando un enlace O-glucosídico, adicionando al almidón una molécula con carga positiva (catión).