Adsorción: Cómo actúan los secuestrantes – el ejemplo de la Bentonita

La adsorción (o biosorción) es un proceso fascinante donde las micotoxinas interactúan con los secuestrantes en su superficie o dentro de sus capas. Esta interacción ocurre a través de enlaces no covalentes, como enlaces de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals, enlaces iónicos e interacciones hidrofóbicas.

¿Qué son los enlaces no covalentes?

Los enlaces no covalentes son un tipo de interacción química que ocurre entre átomos o moléculas sin compartir o transferir electrones. Hay varios tipos:

• Enlaces iónicos: Los enlaces iónicos se forman entre iones de cargas opuestas. Un átomo dona electrones (catión), mientras que otro átomo acepta electrones (anión).

• Enlaces de hidrógeno: Ocurren cuando un átomo de hidrógeno está covalentemente unido entre dos átomos electronegativos (como oxígeno o nitrógeno).

• Fuerzas de Van der Waals: Surgen de fluctuaciones temporales en la distribución de electrones dentro de las moléculas. Estas fuerzas se pueden categorizar en tres tipos: fuerzas de dispersión de London, interacciones dipolo-dipolo e interacciones dipolo inducido-dipolo. Las fuerzas de dispersión de London ocurren entre todas las moléculas.

• Interacciones hidrofóbicas: Ocurren entre moléculas no polares en presencia de agua. Las moléculas no polares son hidrofóbicas (repelentes al agua) y tienden a agregarse para minimizar el contacto con las moléculas de agua.

Figura 1: Fuerzas de Van der Waals

Figura 2: Interacciones Hidrofobicas

La mayoría de las micotoxinas son polares como la aflatoxina, DON, T2 – HT2, ocratoxina A, fumonisina, mientras que ZEA es no polar.

¿Cómo se une la bentonita a las micotoxinas polares como la aflatoxina?

La bentonita tiene una estructura en capas compuesta por láminas de minerales de silicato cargadas negativamente. Estas superficies cargadas negativamente pueden atraer y unir iones o moléculas cargadas positivamente a través de interacciones iónicas. (Figura 3)

Figura 3: Modo de acción de la bentonita al unirse a micotoxinas polares (AFLA)

¿Cómo se une la bentonita a las micotoxinas no polares como ZEA?

En el caso de las micotoxinas no polares, que carecen de carga, la unión se basa principalmente en interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Waals.

Las regiones hidrofóbicas de las micotoxinas interactúan con las superficies hidrofóbicas de la bentonita. Esta interacción hidrofóbica permite que las micotoxinas no polares se adsorban en la superficie de las partículas de bentonita.

Las fuerzas de Van der Waals estabilizan aún más la unión al mejorar las interacciones atractivas entre las micotoxinas y las superficies de la arcilla.

Figura 4: Modo de acción de la bentonita con micotoxinas no polares (ZEA)

En resumen, la adsorción (o biosorción) es un proceso crucial donde las micotoxinas interactúan con los secuestrantes a través de enlaces no covalentes, incluyendo enlaces de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals, enlaces iónicos e interacciones hidrofóbicas. Comprender estos enlaces no covalentes nos ayuda a apreciar cómo sustancias como la bentonita pueden unir eficazmente tanto micotoxinas polares como no polares.

Para las micotoxinas polares como la aflatoxina, las superficies cargadas negativamente de la bentonita atraen y unen estas toxinas a través de interacciones iónicas. En contraste, las micotoxinas no polares como ZEA son capturadas principalmente a través de interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Waals, asegurando una unión estable y efectiva.

Este conocimiento es esencial para desarrollar mejores estrategias para mitigar los efectos nocivos de las micotoxinas en diversos entornos, contribuyendo a resultados más seguros y saludables.