Efecto de la reducción de tamaño del gránulo del almidón de amaranto (amaranthus hypochondriacus) sobre la modificación con anhidro octenil succínico

Abstract

RESUMEN:El almidón es uno de los biopolímeros más abundantes en la naturaleza, sus moléculas se orientan radialmente formando gránulos únicos e independientes según la fuente botánica. Uno de los usos del almidón en la industria alimentaria es como emulsificante. Sin embargo, los gránulos de almidón nativo (sin modificar) no son particularmente agentes activos de superficie que sirvan como estabilizantes y tienden a ser más grandes que la mayoría de las partículas que se usan para estabilizar emulsiones. Para que el almidón tenga propiedades emulsificantes, se realiza una modificación química que añade cadenas laterales hidrofóbicas al almidón, por medio de una reacción con el anhídrido octenil succínico (OSA). Esta modificación confiere carácter anfifílico al almidón y puede adsorber la interface de agua y aceite de una emulsión. Se ha reportado que el tamaño de partícula influye en el tamaño de gota de las emulsiones, es decir que partículas pequeñas producen emulsiones estables con tamaño de gota pequeño. El almidón de amaranto (Amaranthus hypochondriacus) presenta gránulos con tamaño pequeño (1-3 μm), por lo que se plantea su uso para estabilizar emulsiones después de modificación con OSA. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la reducción de tamaño del gránulo del almidón de amaranto, mediante hidrólisis ácida con ultrasonicación simultánea, sobre la modificación OSA, para obtener nanopartículas anfifílicas de almidón y ampliar su potencial aplicación como emulsionante y estabilizador de sistemas aceite-agua. Se consiguió una reducción del tamaño del gránulo del almidón de amaranto de aproximadamente 52 %, obteniendo nanopartículas de almidón de 731 nm mediante hidrólisis ácida con ultrasonicación simultánea por 3 horas. Al realizar la modificación con OSA de estas nanopartículas, se obtuvieron nanopartículas modificadas con OSA con un grado de sustitución de 2.27 %, valor que fue superior que el grado de sustitución del almidón nativo modificado con OSA (1.37 %). Se infiere que la hidrólisis ácida con ultrasonicación simultánea generó más puntos de sustitución para la modificación con OSA e influyó en la estructura cristalina como fue observado con el estudio de las propiedades térmicas de las nanopartículas anfifílicas obtenidas. Así que fue posible obtener nanopartículas de almidón y modificarlas con OSA, por lo que se plantea su potencial para estabilizar emulsiones. ABSTRACT:Starch is one of the most abundant biopolymers of nature, its molecules are oriented radially forming unique and independent granules according to the botanical source. One of the uses of starch in the food industry is as an emulsifier. However, native (unmodified) starch granules are not particularly surface active agents that serve as stabilizers and tend to be larger than most of the particles that are used to stabilize emulsions. For the starch to have emulsifying properties, a chemical modification is performed which adds hydrophobic side chains to the starch, by means of a reaction with octenyl succinic anhydride (OSA). This modification confers amphiphilic character to the starch and can adsorb the water and oil interface of an emulsion. Particle size has been reported to influence the droplet size of the emulsions, meaning small particles produce stable emulsions with small droplet size. Amaranthus hypochondriacus (Amaranthus hypochondriacus) presents granules with small size (1-3 μm), which is why it is proposed to stabilize emulsions after modification with OSA. The objective of this research was to evaluate the effect of reducing the size of the amaranth starch granule by acid hydrolysis with simultaneous ultrasonication on the OSA modification to obtain amphiphilic starch nanoparticles and to extend its potential application as emulsifier and stabilizer systems oil-water. A reduction in the granule size of the amaranth starch of about 52% was achieved, obtaining 731 nm starch nanoparticles by acid hydrolysis with simultaneous ultrasonication for 3 hours. When performing the modification with OSA of these nanoparticles, nanoparticles modified with OSA with a degree of substitution of 2.27% were obtained, a value that was higher than the substitution degree of native starch modified with OSA (1.37%). It is inferred that the acid hydrolysis with simultaneous ultrasonication generated more substitution points for the modification with OSA and influenced the crystalline structure as was observed with the study of the thermal properties of the amphiphilic nanoparticles obtained. So it was possible to obtain nanoparticles of starch and to modify them with OSA, reason why its potential to stabilize emulsions is raised.