Producción de un Éster Graso de Azúcar para su Utilización como Surfactante

Abstract

Dentro del marco de producción más limpia se busca obtener surfactantes con menor toxicidad, huella de carbono y mejor ciclo de vida. Frente a esto, una alternativa son los surfactantes derivados de fuentes naturales, siendo los azúcares y los ácidos grasos en la actualidad las materias primas más importantes de esta tecnología de producción. En el presente trabajo se obtuvo un producto derivado de materias primas de origen renovable, a partir de la esterificación vía enzimática de ácido oleico y glucosa, empleando lipasa proveniente de Candida rugosa como biocatalizador. El diseño experimental Box-Behnken con tres bloques, permitió estudiar la influencia de la relación molar azúcar/ácido graso en la mezcla reactiva, evaluar la relación en peso de catalizador/ácido graso requerido para la esterificación, estudiar la influencia del tiempo de reacción y la temperatura de síntesis sobre la conversión del ácido graso; encontrándose que para la unidad experimental 24 se alcanza el máximo valor de la variable de respuesta para los intervalos definidos, XA.O. = 38,14 %, cuyos valores corresponden a: nGlucosa/nA.O. = 0,4, mLipasa/mA.O. = 0,035, Tr = 36 °C y tr = 12 h. Adicionalmente, al producto sintetizado se le determinó el balance hidrófilo-lipófilo y la concentración micelar crítica, HLB = 2,20 y CMC = 1,33 x 10-10 mol/L, características que sugieren un posible desempeño como agente de actividad superficial.

Abstract. Within the current clean production models, surfactants with reduced toxic effect, carbon footprint and improved life cycle are required. In response to this, surfactant agents from natural sources emerge as alternatives in which, sugars and fatty acids, play important roles in these production scenarios. In the present work, a sustainable product from renewable resources was obtained by enzymatic esterification of oleic acid and glucose, using Candida rugose lipase as biocatalyst. The Box-Behnken experimental design involving three blocks, allowed for the study of sugar/fatty acid molar ratio influence within the reaction mixture, catalyst/fatty acid mass ratio required for esterification, reaction time effect and synthesis temperature, all of them over the fatty acid conversion, suggesting that for experimental unit number 24th, the maximum value for the response variable was obtained within the range defined, XO.A. = 38.14 %, in which the corresponding values for the variables are: nGlucose/nO.A. = 0.4, mLipase/mO.A. = 0.035, Tr = 36 °C and tr = 12 h. In addition, the product obtained was analised to determine its hydrophilic-lypophilic balance and critical micellar concentration, HLB = 2.20 y CMC = 1.33 x 10-10 mol/L, which is in fact the result of its possible behavior as surface active agent.