Antecedentes
La ciencia de polímeros en diversos grupos de investigación en México se ha centrado, en las últimas décadas, especialmente en el estudio de materiales de origen sintético. En general, el área de biopolímeros hasta hace algunos años había recibido atención sólo limitada. Esto se refleja en el hecho establecido de que México importa casi el total de sus polímeros de origen biológico industriales (llamados también gomas o hidrocoloides), así como la tecnología para su utilización en el sector alimentario y biotecnológico. Al mismo tiempo, es paradójico el hecho que a lo largo del territorio y litoral del país existen recursos bióticos abundantes de posible explotación sustentable para la producción industrial de estos polímeros. Ante esta situación, el Grupo de Investigación en Biopolímeros del CIAD se ha dado a la tarea de buscar el aprovechamiento sostenible de recursos marinos y terrestres, mediante la profundización del entendimiento de los fenómenos subyacentes a la generación y control de la microestructura y la textura en la industria de alimentos, así como en otros campos de aplicación.
Objetivos
Los objetivos del Laboratorio de Biopolímeros son llevar a cabo investigación de alto nivel en los siguientes ámbitos:
- Realizar investigación de frontera en aspectos fundamentales y aplicados en biopolímeros orientada a las ciencias de la vida y de los materiales.
- Desarrollar e implementar nuevas tecnologías, procesos y productos a base de biopolímeros transferibles al sector productivo vía protección de la propiedad intelectual.
- Ofertar servicios analíticos especializados, así como consultoría y capacitación continua para la comunidad empresarial.
- Participar activamente en la formación de recursos humanos de alto nivel a través de la participación en el programa de posgrado institucional.
Lineas de Investigación
- Tecnologías de aislamiento y extracción de biopolímeros funcionales.
- Obtención, caracterización y utilización de polisacáridos de alto valor agregado recuperados de co-productos de la industria alimenticia.
- Caracterización fisicoquímica y estructural de biopolímeros.
- Determinación de propiedades funcionales: características reológicas de soluciones, formación de geles y emulsiones, parámetros de difusión, etc.
- Diseño, caracterización y desarrollo de aplicaciones de materiales avanzados basados en biopolímeros:
- Hidrogeles inteligentes. Estudios fundamentales y aplicaciones avanzadas en biotecnología, biomedicina y medioambiente.
- Geles impresos molecularmente (GIMs). Desarrollo de matrices de afinidad con aplicaciones medioambientales y biomédicas.
- Materiales nanoestructurados. Desarrollo de nanopartículas, andamiajes, matrices porosas y estructuras de soporte aplicaciones en biomedicina, biotecnología, industria agroalimentaria y acuicultura.
- Modificación química para la generación de nuevos materiales a base de biopolímeros multifuncionales.
- Incorporación de compuestos bioactivos en matrices biopoliméricas
Los biopolímeros que actualmente son estudiados por el grupo de investigación incluyen:
Vinculación y servicios
El laboratorio de Biopolímeros brinda apoyo al sector productivo y académico mediante asesorías, consultorías y servicios analíticos. Para ello cuenta con personal altamente especializado y modernos equipos de análisis: GC/MS, HPLC, RMN de campo bajo, FTIR con transformada de Fourier, Reómetro, Sistema Digestor de Microondas, Espectrofotómetro UV-VIS, Fotorreactor, Lector de Microplacas, Polarímetro, Viscosímetro capilar, Micro-DSC, Medidor de puntos de fusión y equipamiento básico a nivel planta piloto.
El área principal de experiencia del laboratorio se centra en la producción, caracterización y análisis de polisacáridos de fuentes naturales así como en la determinación y aplicación de sus propiedades funcionales en alimentos, bebidas e industria biomédica, entre otras.
Servicios principales
Asesoría especializada
- Diseño y Ejecución de Proyectos de Investigación
- Cursos de Capacitación
- Consultorías
- Monografías y Estudios Técnico-Económicos a solicitud
Ejemplos de asesorías:
- Capacitación para la extracción de polisacáridos de fuentes naturales (quitina, pectinas, mucílagos de nopal y sábila, etc).
- Asesoría en prospección e implementación de sistemas de extracción de biopolímeros y/o compuestos bioactivos a partir de recursos naturales (desechos de: crustáceos, cereales y cítricos).
Caracterización de polímeros
Determinaciones de propiedades viscoelásticas y de flujo (Reología)
Caracterización fisicoquímica:
- Determinación y cuantificación de componentes
- Determinación y cuantificación de grupos funcionales
- Estimación de peso molecular (Viscosidad Intrínseca)
- Capacidad electrolítica
- Calorimetría
- Rotación óptica específica
- Determinación de endotoxinas
Análisis de carbohidratos
- Contenido de carbohidratos totales
- Composición de azúcares
- Azúcares reductores
- Ácidos urónicos
Infraestructura de área de investigación en biopolímeros
El laboratorio se encuentra ubicado en Hermosillo, Sonora, México, a menos de 300 Km. de la frontera con Estados Unidos de América y cuenta con personal altamente especializado y moderna infraestructura analítica que incluye:
Equipo Periférico
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Agitador Minivortexer
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Balanza digital
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Baño de acrílico termostatizado
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Bombas de vacío
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Campana de extracción y línea de vacío
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Centrífuga de mesa
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Compresor portátil
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Enfriadores de agua
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Estufa de secado
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Estufa de vacío
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Horno de microondas para reacciones químicas
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Liofilizador
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Medidor de puntos de fusión
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Micropipetas
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Mufla
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Placas de agitación y calentamiento
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Potenciómetro-conductímetro
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Rotavapores
Equipos instrumentales mayores
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Lector de Microplacas BIOTEK, ELx808 para análisis de endotoxinas y determinaciones colorimétricas en microplaca en general
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Espectrómetro de Resonancia Magnética Nuclear de baja intensidad BRUKER, Minispec MQ20
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Espectómetro de UV-Vis PERKIN ELMER, Lambda 25
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Espectropolarímetro de Perkin-Elmer Mod. 341.
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Espectrómetro de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR), NICOLET, Protégé 460.
Accesorios:
Prensa para fabricar pastillas ICL
Módulo GEMINI para reflectancia total atenuada ATR y reflectancia difusa (DRIFTS)
Molino Grinding Mill, Wig-L-Bug, crescent.
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Espectrómetro de masas Varian Saturn 3, acoplado a:
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Sistema de cromatografía HPLC VARIAN LC Polaris acoplado a un detector de UV-VIS ProStar y de índice de refracción ProStar 350.
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Sistema de viscosimetría capilar (Baño NES LAB FTC-350, Viscosímetro KOEHLER K23400, termómetro).
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Reactor de cuarzo para reacciones con luz UV
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Reómetro de fluidos (RFS II) Rheometrics (Piscataway, NJ) con geometrías de cono-plato y plato-plato y sistemas de control de temperatura
Equipo de planta piloto
- Unidad de filtración
- Secador de tambor
- Centrífuga-extractora
- Picadora
- Reactor de acero inoxidable de 25 L con chaqueta de vapor
Laboratorios del área de investigación en biopolimeros
- Laboratorio de fisicoquímica e ingeniería de alimentos de Biopolímeros
- Laboratorio Instrumental de Biopolímeros
- Laboratorio de RMN
- Planta piloto para producción de quitina y quitosano
Para mayores informes dirigirse a:
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Teléfono: (662) 289 2400 ext. 248
