Análisis de la adsorción de polifenoles derivados de la biomasa sobre zeolitas Microporosas

Abstract

Introducción: Dentro de los compuestos silíceos, las zeolitas se presentan como materiales potenciales para la adsorción de compuestos derivados de biomasa debido a sus propiedades fisicoquímicas como escasa toxicidad, estabilidad térmica, gran área superficial, intercambio iónico excepcional, capacidad de adsorción de iones y moléculas orgánicas. Estudios previos mostraron la potencial aplicación de la zeolita Beta comparada con adsorbentes comerciales para adsorber polifenoles presentes en extractos acuosos de semillas de trigo y canola, siendo adsorbentes prometedores para el desarrollo de nuevos procesos para aislar estos compuestos de recursos renovables, así como en la recuperación selectiva de los mismos de aguas residuales de la industria alimentaria. Se ha estudiado también el potencial de la zeolitas naturales como portadores de fármacos, específicamente en la microencapsulación de extractos ricos en catequinas y la posterior capacidad del liberación in vitro del sistema compuesto polifenol-material silíceo. En este trabajo se estudia mediante cálculos DFT, la adsorción sobre zeolitas microporosas de polifenoles (PFs) elegidos en base a su presencia y/o abundancia en materias primas regionales del NEA. Inicialmente, se estudiaron descriptores claves y características electrónicas de los PFs seleccionados con el fin de predecir la interacción más favorable con el sitio activo, y luego se exploraron diferentes escenarios de adsorción en zeolitas de diferente composición química, tamaño y morfología de sus canales internos (BEA, FAU y MOR), con el fin de proponer su uso para la adsorción y aislamiento de los mismos. Los cálculos se realizaron con el programa Gaussian16 y el método ONIOM de dos capas a nivel M06-2X/6-31+G(d,p):PM6. Resultados y Conclusiones: Los cálculos de estructura electrónica revelan la disposición espacial óptima de los polifenoles en los canales y cavidades de las zeolitas seleccionadas. Las energías de adsorción encontradas indican que el proceso es favorable y la misma se puede relacionar con las interacciones entre las moléculas huésped y el adsorbato. Estos resultados preliminares confirman la posibilidad de utilizar zeolitas microporosas para la adsorción de polifenoles presentes en biomasa regional.