DEL LAB A LA ESCALA INDUSTRIAL: Todo un desafío

Dra. Ing. Alicia Galloaligsgo@gmail.com

1 micrón 10 -6 metro

1 nanómetro 10 -3 micron

1 nanómetro 10 -9 metro

UNA NUEVA ESCALA !!!!

En Nanotecnología:

-Fuerte interrelación entre ciencia y tecnología

-Necesidad de multidisciplinaridad (se trascienden los límites

de un determinado campo científico)

-Nuevos conocimientos……nuevas herramientas (permiten

observar y medir a escala nano)

-Microscopio de fuerza atómica (AFM), De transmisión

(TEM), de efecto túnel (STM)

CONCEPTUALIZACIÓN DE NUEVOS PRODUCTOS

Las innovaciones permiten adecuarse a la evolución de las

condiciones ambientales y son vitales para la

supervivencia.

Sin embargo, la evolución del entorno social, aún se está

adaptando al cambio que la “revolución nanotecnológica”

produce en los deseos y necesidades de los clientes.

En algunos casos se deben vencer barreras para poder

justificar económica y socialmente su existencia.

�Modificación (producto conocido por la empresa y el mercado).

Productos que ya existían pero que incorporan nuevas tecnologías,

es decir, varían sus características físico-químicas de modo que

desean mejor los servicios que venían prestando. Generalmente

no genera resistencia

� Imitación de productos similares en el mundo

� Innovación (producto nuevo para la empresa y el mercado) Productos innovadores que satisfacen necesidades no satisfechas por ningún producto hasta el momento.

A LITTLE HELP FROM MY FRIENDS!!!

Alternativas de financiamiento para escalado

-Necesaria contribución del Estado para las primeras etapas

-Ejemplo: FAN Proyectos Pre-semilla

La propuesta implica el diseño y fabricación de un sistema de detección de bacterias patógenas basado en la derivatización de virus bacterianos (bacteriófagos) sobre nano partículas de hierro.

www.fan.org.ar/proyectos-presemilla

www2.mecon.gov.ar/fan/

Con vuelo propio!!!

Beneficios potenciales que ofrece la Nanotecnología a la Industria Alimentaria

www.nature.com

APLICACIONES NANOTECNOLÓGICAS ACTUALES Y PROYECTADAS PARA EL SECTOR ALIMENTARIO

Categorías principales:

-Ingredientes alimentarios que han sido procesados o formulados para formar nanoestructuras

-Aditivos nanoparticulados, nanoestructurados

-Desarrollo de materiales “inteligentes o activos” en packaging

-Dispositivos y componentes basados en nanotecnologí a, por ej. nanofiltración, tratamiento de agua, nanosensores p ara seguridad y trazabilidad alimentaria.

MEDICINA

ALIMENTOS

Protección contra las condiciones perjudiciales en el tracto gastrointestinal superior

Protección contra las condiciones adversas en el producto

Foodtech International, 2011Salvona Technologies developed a multi-component delivery system3,4,5. This system, MultiSal™, delivers multiple active ingredients that do not normally mix well, such as water-soluble and fat-soluble ingredients, and releases them consecutively.

Enmascarar sabores u olores desagradables

Adición de nanocápsulas que contienen aceite de atún, rico en

ácidos grasos omega 3 nanocapsules en panificados

Las cápsulas están diseñadas para abrirse en el estómago, ya que

el omega 3 es susceptible a la oxidación.

Nanoencapsulación de fitoesteroles en liposomas

Apariencia de suspensiones de liposomas que contienen esteroles dispersables en agua o aceite

Péptidos bioactivos:

•actividad antihipertensiva, •antiinflamatoria,•antibacteriana, •Antiviral

Desafíos: enmascarar el amargor, excesiva reacción de Maillard

MEDICINA

ALIMENTOS

Nanopartículas de hierro incluídas en Liposomas

VITAMINA A

vital para el desarrollo del niño, rol en la vision y salud ocular, en el Sistema immune, en función neurológica.

Suplementación : dosis elevadas farmacológicas

Fortificación de alimentos: es segura???

-se acumula en tejidos adiposos (altas dosis-tóxica)-pobre dispersión en sistemas acuosos (bebidas y alimentos de

alta humedad)-altamente lábil bajo condiciones medioambientales (altas

pérdidas durante procesamiento, transporte y almacenamiento.

De la cosm ética o farmacéutica a los alimentos

Cocleatos son micro y nanopartículas de bicapas de fosfolípidos empacados como hojas y enrollados en espiral

(BioDelivery Sciences International, 2008)

De la cosmética o farmacéutica a los alimentos

Reducción de colesterol en leches por el uso de cic lodextrinas

Effect of Cholesterol Removal Processing Using �-Cyclodextrin on Main Components of MilkA. M. Maskooki, 1 S. H. R. Beheshti, 2 S. Valibeigi, 1 and J. Feizi 2 2013

Concentración de ciclodextrinas: 0,5; 1 y 1,5%Contenido de grasa: 1; 2,5 y 3%

Otro disparador de ideas

PREOCUPACIÓN!!! ALTA INGESTA DE SAL

Dosis máxima 2,3 mg Recomendada 1,5 mg

Bottom-up: producción a gran escala de nanopartículas de NaCl (diámetro promedio= 59 nm)

Sal común: 2500nm

Inconvenientes: exposición a la humedad ambiental

Necesitamos de la Fisiología humana

EXCELENTE IDEA!!! NATURALEZA+NATURALEZA

ALGUNOS DISPOSITIVOS DE APLICACIÓN ACTUAL

www.nanoneutralization.com

PROCESO DE NANONEUTRALIZACIÓN

DE ACEITES

NANOFILTROS DE ALUMINA

Mayor barrera que hay que superar en los desarrollos académicos??? ESCALA Y COSTO

Procesos en los que se utilizan:

Farmacia y Biotecnología: - separación de proteínas-Retención de endotoxinas, bacterias y virus

Prefiltración en ósmosis inversaAumento de capacidad de filtración en piscinas y spas

Procesamiento de alimentos y bebidas

-Vino Chianti: sedimento inicial medido en turbidez de 0,3NTU pasa a 0,01 NTU (Nephelometric Turbidity Units).

-Cerveza: remoción de exceso de células de levadura

FILTRACIÓN POR MEMBRANAS

Microdyn-Nadir Company, 2014

Suero de queso: Después de los pre-tratamientos de clarificación, descremado y pasteurización, el suero se separa en dos fracciones: el Retenido y el Permeado, que contienen prácticamente agua y una buena parte del cloruro de sodio (si está presente en grandes cantidades en el suero).El proceso consigue de reducir el contenido de Sodi o y Cloruros.

Si el objetivo final es la preparación de un polvo o un Concentrado Líquido destinado al consumo Humano o Animal, es absolutamente recomendable, ya que reduce de por lo menos un 40% la concentración de Sodio en el polvo final (se puede llegar hasta al 8% de Sodio residual).

www.redaspa.com

Nanofiltración

Leche (entera o desnatada): permite preparar leche pre-concentrada en Lactosa y destinarla a elaboración de productos para alimentación infantil.

Eliminación de alcohol en cervezas

Eliminación de alcohol en vinos

Nanocelulosahttp://www.ipst.gatech.edu/

www.celluforce.com

UN MERCADO MUY ATRACTIVO!!!

REVESTIMIENTOS DE UTENSILIOS DE COCINA Y EQUIPOS DE PROCESAMIENTO

Formas nanoparticuladas de metal, óxidos metálicos o una resina para crear

superficies antimicrobianas, con resistencia a arañ azos, o resistentes a la

corrosión

Las propiedades antimicrobianas de las nanopartículas de plata:

incorporación en la superficie interna de heladeras domésticas

Daewoo,Corea del Sur

Hitachi, Japón

LG Electronics, Corea del Sur

Samsung, Corea del Sur

Otros ejemplos:

Superficie de las tablas de cortar (A-DO Mundial, Corea del Sur; Küchenprofi,

Alemania)

Biberones y vasos (Baby Dream ® Co. Ltd., Corea del Sur)

teteras (SongSing Nanotecnología Co. Ltd., Taiwán)

Cocina y vajilla (Nano Care Technology Ltd., China)(Bund, 2008).

Evaluación de transferencia !

Evaluación de toxicidad!!

UN FUTURO PROMISORIO

�La matriz industrial todavía presenta problemas estructurales caracterizados por la insuficiente sofisticación tecnológica en sectores de mayor valor agregado.

�Habrá que apoyar las cadenas de alto componente tecnológico y favorecer la articulación complementaria en otras cadenas.

�La superación de estas limitaciones requiere la participación de muchos sectores

� Las oportunidades que ofrecen las nanociencias y la s nanotecnologías, es una cuestión a aprovechar.

DONDE PONDREMOS LOS LIMITES EN NUESTROS DESARROLLOS???

Muchas gracias por su atención

Dra. Ing. Alicia Galloaligsgo@gmail.com