Un proceso que utiliza una sustancia química sensible a la luz puede reducir drásticamente el costo y el consumo de energía para producir gamma-ciclodextrina, un compuesto que se usa ampliamente en la fabricación, según un estudio de Dartmouth.

La investigación, publicado en Chem , demuestra cómo una plantilla de hidrazona puede reemplazar la destilación intensiva en energía para producir y aislar gamma-ciclodextrina, una sustancia química soluble en agua que atrae otras moléculas y se usa para mejorar los alimentos, productos farmacéuticos, y una amplia gama de productos de consumo.

"Estos compuestos son biodegradables, biocompatible, benigno y de uso común, "dijo Ivan Aprahamian, profesor de química en Dartmouth. "Estamos haciendo que la producción sea mucho más eficiente para que puedan estar aún más disponibles para la industria".

Las ciclodextrinas son compuestos naturales que encapsulan y conservan los ingredientes activos en un producto hasta que se usa. Los compuestos solubles en agua están hechos de glucosa y se producen cuando se agregan enzimas al almidón. Su forma de rosquilla les permite actuar como contenedores moleculares que rodean a otros compuestos hasta que son liberados por calor u otros procesos físicos.

En comparación con otras ciclodextrinas comunes, como la alfa-ciclodextrina y la beta-ciclodextrina, la gamma-ciclodextrina es la más grande y la más soluble en agua.

"La estructura única de esta molécula le ayuda a retener moléculas voluminosas como vitaminas y tintes sensibles, "dijo Sirun Yang, primer autor del artículo y estudiante de posgrado en el Grupo de Investigación Aprahamian en Dartmouth. "La gamma-ciclodextrina ya era útil para la industria, ahora lo hacemos más accesible para los productores de productos farmacéuticos, alimentos y productos para el hogar ".

En productos farmacéuticos, el compuesto da a los medicamentos una vida útil más prolongada y permite que se conviertan en formas fáciles de comer y digeribles. Los ambientadores utilizan el compuesto para capturar moléculas malolientes, reduciendo su concentración en el aire. Las fragancias lo usan para liberar lentamente compuestos de olor agradable.

Según Aprahamian, el desafío para la industria es que la gamma-ciclodextrina también consume mucha energía y es costosa de preparar y aislar. Hasta ahora, Se requirió un costoso proceso de destilación al vapor para eliminar la plantilla molecular que se usa para formar el compuesto.

Mediante el uso de una plantilla hecha de hidrazona sensible a la luz, el nuevo proceso guía a la gamma-ciclodextrina a su forma distintiva de rosquilla similar a un recipiente durante su producción enzimática, pero luego se puede eliminar mediante un proceso de fotoirradiación rentable y respetuoso con el medio ambiente.

"Nuestro método se basa en el uso de hidrazona, que es un interruptor de fotos que se puede agregar fácilmente en la cavidad de gamma-ciclodextrina, "dijo Aprahamian." Una vez que introduces la luz, cambia de forma y sale de la cavidad, facilitando el aislamiento del compuesto. Ya no es necesaria la destilación al vapor ".

El nuevo proceso hace que el compuesto altamente funcional sea más competitivo en recursos y precios en comparación con las ciclodextrinas más fácilmente disponibles.

Con costos de producción más baratos, La gamma-ciclodextrina podría estar más disponible para su uso en una amplia gama de productos de consumo. Para productos farmacéuticos, un mayor uso del compuesto permitiría a los fabricantes formular dosis más bajas de ingredientes activos, hacer que los medicamentos sean menos costosos y reducir los efectos secundarios.

Maria Pellegrini y Dale Mierke de Dartmouth, y Sophie Beeren, Dennis Larsen y Sebastian Meier de la Universidad Técnica de Dinamarca también contribuyeron a este estudio.