Esterilglucósidos, subproductos de la producción de biodiesel, como una nueva materia prima industrial

Las problemáticas globales derivadas de la alta dependencia de los productos petroquímicos han impulsado la búsqueda de alternativas sostenibles, destacándose la producción a partir de materias primas renovables. En Argentina, las biorrefinerías de soja han crecido significativamente en las últimas dos décadas, utilizando el aceite de soja para la producción de biodiesel. Este biocombustible, por su carácter de renovable, representa una opción viable para la transición hacia energías más limpias. Sin embargo, durante el almacenamiento a gran escala del biodiesel, se forman depósitos insolubles, principalmente debido a la presencia de esterilglucósidos, entre otros componentes minoritarios. Para abordar este desafío, recuperamos esterilglucósidos de alta pureza (960 g) a partir de 9 kg de depósitos insolubles mediante un proceso de purificación que incluye lavados con solventes apolares y polares, seguidos de filtración por gravedad. La pureza de los esterilglucósidos, determinada por resonancia magnética nuclear cuantitativa (RMNc), fue superior al 98%. Además, recuperamos los solventes utilizados y el biodiesel ocluido en los depósitos. Ensayamos la viabilidad celular con células de hepatoma humano (Huh7) usando pruebas de MTT, y realizamos estudios in vivo para evaluar el impacto de la administración de SGs. Los resultados mostraron que las células mantenían su viabilidad y los estudios in vivo confirmaron la inocuidad del producto en las concentraciones ensayadas durante un mes de tratamiento. En el desarrollo de métodos para obtener productos de alto valor agregado, diseñamos un proceso de hidrólisis para la obtención de fitosteroles a partir de SGs, usando inicialmente HCl(ac) como agente catalítico. Tras explorar distintas concentraciones de ácido y tiempos de reacción, determinamos que 18 horas eran necesarias para completar la reacción, logrando fitosteroles con un rendimiento del 95% y una pureza superior al 99%, confirmada por CG/MS y RMNc. Para mejorar la eficiencia y reducir el impacto ambiental, optimizamos la hidrólisis usando ácido metansulfónico (MSA). Empleamos un Diseño de Experimentos para identificar los factores significativos y obtuvimos una superficie de respuesta, escalando el proceso hasta 100 g de SGs y obteniendo fitosteroles con rendimientos superiores al 95% y pureza superior al 99%. Comparando los E-factors de métodos tradicionales con nuestro método, demostramos que el nuestro es más amigable con el ambiente. Además, sintetizamos derivados 22-oxo-23,24-bisnor-esteroles debido a su importancia en el desarrollo de moléculas bioactivas. Protegimos el doble enlace interno de los esteroles mediante la formación de ésteres metílicos internos, obteniendo los productos deseados con rendimientos superiores al 75%. Realizamos la ozonólisis para escindir el doble enlace exocíclico del estigmasterol, recuperando derivados de β-sitosterol y campesterol. Posteriormente, obtuvimos los derivados 22-aldehido y 22-OH con rendimientos superiores al 70%, demostrando la viabilidad de utilizar el estigmasterol para obtener derivados sintéticos de interés y recuperando β-sitosterol y campesterol. También exploramos la síntesis de análogos de Olestra®, un sustituto de grasas no calórico, utilizando SGs aislados como sustrato. Sintetizamos tetra-acetil-, tetralauril-, tetrapalmitoil- y tetraoleil-SGs mediante calentamiento asistido por microondas, logrando buenos rendimientos. Evaluamos la síntesis de derivados de acetilo y oleilo mediante síntesis mecanoquímica, obteniendo buenos rendimientos y reduciendo significativamente el uso de solvente y temperatura. Los productos fueron evaluados frente a células Huh7, demostrando que el derivado de oleilo no es tóxico en las concentraciones evaluadas. Queda pendiente la evaluación in vivo para determinar su viabilidad como sustituto de grasas no calórico. En conclusión, los depósitos de biodiesel representan una nueva fuente de SGs explotable industrialmente. Desarrollamos un método de purificación a escala de kilogramos para obtener productos de alto valor agregado. Obtuvimos fitosteroles de alta pureza mediante distintos ácidos a escala de gramos y demostramos su uso en la obtención de derivados sintéticos. Además, sintetizamos derivados de SGs con ácidos grasos como posibles sustitutos de grasas. Los SGs se constituyen así como una nueva plataforma derivada de soja para el desarrollo de productos de alto valor agregado, especialmente nutracéuticos y sustitutos de grasas no calóricos.