Aplicación de ciclodextrinas en distintos sectores industriales: Biotecnología enzimática, industria alimentaria y descontaminación de aguas

Abstract

Las ciclodextrinas (CDs) son oligosacáridos cíclicos naturales que se obtienen a partir de la degradación enzimática de uno de los polisacáridos más importantes de la naturaleza, el almidón. Las CDs pertenecen a una familia de compuestos con estructura tronco-cónica, en cuyo interior existe una cavidad estable de naturaleza hidrofóbica que puede atrapar o encapsular otras moléculas. Esta propiedad que tienen las CDs da lugar a la formación de una interacción de tipo hospedador-huésped, que modifica y/o mejora las características físicas, químicas y/o biológicas de la molécula encapsulada. Las aplicaciones de las CDs son muy diversas, se utilizan principalmente en la industria farmacéutica, industria alimentaria, industria química, cromatografía, catálisis, biotecnología, agricultura, cosmética e higiene, medicina, industria textil y medioambiente. Las CDs se han empleado en tres sectores industriales diferentes con los siguientes objetivos:

• En biotecnología enzimática: estudiar el efecto de la presencia de CDs en la actividad enzimática de peroxidasa (POD) ligada y soluble de lombarda y col blanca. • En industria alimentaria: estudiar el efecto de la presencia de CDs en la estabilidad del aroma de fresa microencapsulado utilizando diferentes agentes encapsulantes y técnicas de encapsulación. • En descontaminación de aguas residuales: estudiar la aplicación de polímeros de CDs en la eliminación del colorante Rubí Directo de aguas contaminadas tras el teñido de textiles.

Queda demostrado en POD de lombarda y col blanca, que las CDs no actúan directamente sobre los grupos funcionales de los aminoácidos de estas enzimas, que son las responsables del pardeamiento de frutas y hortalizas. La acción inhibidora que muestran las CDs obre esta actividad enzimática se debe al atrapamiento del sustrato en la cavidad interna de las CDs, retirándolo así del medio de reacción. El estudio de esta inhibición sirve como método para calcular la constante de complejación entre un sustrato concreto y un tipo de CDs.

La presencia de CDs como complemento en la mezcla de agentes encapsulantes de aroma de fresa, tiene un efecto protector sobre los componentes volátiles del aroma durante el almacenamiento a diferentes temperaturas. Este efecto protector es dependiente del compuesto analizado y de la técnica de secado utilizada en el proceso de encapsulación, siendo la técnica de lecho fluido la que más lo evidencia. En el caso del aroma de fresa, el compuesto mejor protegido por las CDs es alcohol bencílico.

Los polímeros de CDs y EPI pueden utilizarse con éxito en la eliminación del colorante Rubí Directo de aguas residuales de tintado de textiles. Los estudios cinéticos demuestran que el proceso de absorción de Rubí Directo por los distintos polímeros de CDs estudiados, es rápido y uniforme y en él están implicados la quimisorción y la difusión intrapartícula. Este es un proceso complejo en el que intervienen, además de la presencia de CDs para formar complejos de inclusión, interacciones de intercambio iónico por la presencia de grupos carboxilo.