Fabricación y caracterización física de biopolímeros a base de algas

Abstract

Los biopolímeros son utilizados en el campo del embalaje médico, agrícola y de bienes de consumo, pero, en los últimos años ha existido un interés en aplicaciones de almacenamiento y conversión de energía. Además, los biopolímeros como el almidón, se pueden encontrar en productos como: la papa, arroz, maíz, trigo, yuca, camote, así como en algunas especies de algas. Las algas verdes almacenan de 5-10 veces más de almidón que los productos lignocelulosicos. A su vez, son organismos fotosintéticos pertenecientes a la familia de las eucariotas. Por otro lado, son ricas en carbohidratos, lípidos y proteínas; convirtiéndolas en atractivas para la producción de biocompuestos. Así mismo, se pueden encontrarse en diversos cuerpos acuíferos (mares, ríos o lagos). Sin embargo, el exceso crecimiento de las algas pueden bloquear la entrada de luz a los cuerpos acuíferos, provocando la disminución de la producción de oxígeno, teniendo como consecuencia, la muerte de la flora y fauna (Nixon Richard, 2024).

Existen muchas formas de extraer almidón de diferentes fuentes renovables; que consiste frecuentemente en triturar y remojar la biomasa en NaOH, NaCl, NaHCO₃, C2H3NaO2, NaHSO3, C₂H₆O, CH₃OH, entre otros. El uso de C2H6O y NaOH, así como el NaHSO3, son solventes eficaces para la extracción y purificación del almidón, ya que tienen la capacidad de oxidar la pared celular de la biomasa, ocasionado la liberación de carbohidratos, lípidos y proteínas. De acuerdo con el cálculo de la eficiencia, el método Alga-C2H6O presentó una eficiencia de 9.7%, en comparación con los métodos Alga-H2O y Alga-NaHSO3 presentando una eficiencia del 6.8% y 7.7%. El polvo extraído se caracterizó con la técnica de Rayos X para comprobar la identidad del compuesto extraído y el resultado fue el producto de interés (C14H10O4). Se decidió probar la efectividad del polvo extraído en la fabricación de biopolímeros y comparar estos últimos con biopolímeros a base de almidón de maízBiopolymers are used in the field of medical, agricultural and consumer goods packaging, but in recent years there has been interest in using them in energy storage and conversion applications. Also, biopolymers such as starch can be found in products such as; potato, rice, corn, wheat, cassava, sweet potato, as well as some species of algae. Green algae store 5-10 times more starch than lignocellulosic products. In turn, they're photosynthetic organisms belonging to the family of eukaryotes. On the other hand, they're rich in carbohydrates, lipids and proteins; making them attractive for the production of biocomposites. Likewise, they can be found in various aquifer bodies (seas, rivers or lakes). However, excessive algae growth can block the entry of light into aquifer bodies, causing a decrease in oxygen production, resulting in the death of flora and fauna (Nixon Richard, 2024).

There're many ways to extract starch from different renewable sources; which frequently consists of crushing and soaking the biomass in NaOH, NaCl, NaHCO₃, C2H3NaO2, NaHSO3, C₂H₆O, CH₃OH, among others. The use of C2H6O and NaOH, as well as NaHSO3, are effective solvents for the extraction and purification of starch, since they have the ability to oxidize the cell wall of the biomass, causing the release of carbohydrates, lipids and proteins. According to the efficiency calculation, the Alga-C2H6O method presented an efficiency of 9.7%, compared to the Alga-H2O and Alga-NaHSO3 methods, presenting an efficiency of 6.8% and 7.7%. The extracted dust was characterized with the X-ray technique to verify the identity of the extracted compound and the result was the product of interest (C14H10O4). It was decided to test the effectiveness of the extracted dust in the manufacture of biopolymers and compare the latter with biopolymers based on corn starch.