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OBTENCIÓN DE QUITOSANO A PARTIR DE EXOESQUELETOS DE CAMARÓN

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Juan Cota

on 5 December 2013

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OBTENCIÓN DE QUITOSANO A PARTIR DE EXOESQUELETOS DE CAMARÓN
La presente investigación pretende la obtención de quitosano a partir de exoesqueletos de camarón, aumentando 2°C la temperatura al realizar realiza la desproteinización, con una solución de NaOH al 1% a una temperatura de 30°C (28°C antes) durante 24 horas con agitación CST constante para asegurar una completa desproteinización.
General
Obtención de quitosano a partir de exoesqueleto de camarón.

Quitina
La quitina es el segundo biopolímero más abundante en la tierra después de la celulosa y se encuentra en fuentes como el exoesqueleto de los crustáceos, en la pared celular de los hongos y en otros recursos biológicos variados. (Andrady, 2011).

Introducción
Especifico
Preparar y extraer quitosano del exoesqueleto del camarón.
Analizar variantes de rendimiento a quitosano obtenido.
Investigar aplicaciones de quitosano en otros campos.

OBJETIVOS
JUSTIFICACIÓN
Actualmente el consumo de crustáceos deja aproximadamente, como desechos entre el 70 y 80%, considerados contaminantes, mismos que están constituidos por vísceras y exoesqueleto.

Los desechos pueden aprovecharse para la obtención de dos biopolímeros especializados de alto valor agregado a nivel mundial como lo es la quitina y su derivado funcional el quitosano.

MARCO REFERENCIAL
Quitosano
El quitosano es derivado de la quitina por desacetilación en presencia de una base alcalina. Es un copolímero que consiste de unidades β-(1-4)-2-acetamido-glucosa y β-(1-4) -2-amino – glucosa, siendo el ultimo más del 80% por lo general.

DESARROLLO EXPERIMENTAL
1.-La quitina, precursor del quitosano, fue obtenida utilizando el método químico a partir de exoesqueletos de camarón obtenidos en restaurantes de mariscos. Se procedió a la recolección de desechos de camarón en diferentes restaurantes.

2-Los residuos de camarón fueron separados de sus caparazones, para luego ser lavados tenazmente con abundante agua, quitando los restos orgánicos que pudieran estar presentes.

Los exoesqueletos obtenidos, fueron secados en un deshidratador a temperatura ambiente.
Los exoesqueletos deshidratados y libres de cabeza, patas y cola se sometieron a un proceso de triturado.

El resultado del triturado se sometió a un tamizado (#0.40) buscando obtener un polvo con tamaños de partícula menor que 250 µ.

Los componentes de quitosano son descritos en términos del grado de acetilación, el peso molecular, la viscosidad y la solubilidad. La importancia de este biopolímero está en sus propiedades antimicrobianas en conjunto con sus propiedades para formar películas. (Fernandez-Saiz et al, 2009, Muzzarelli, 2000).
Para llevar a cabo la desmineralización de los exoesqueletos, se pesó 265g y se colocó en un vaso precipitado, conteniendo una solución de HCl 0.6N en una relación 1:11 sólido-líquido a una temperatura de 30°C durante 3 horas. Se realiza un lavado con agua destilada.

Posteriormente, se realizó la desproteinización de la muestra con una solución de NaOH al 1% a una temperatura de 30°C durante 24 horas de agitación constante para asegurar una completa desproteinización. Se realiza un lavado con agua destilada.

La quitina obtenida, finalmente se somete al proceso de desacetilación, mediante el cual, es convertida en quitosano; para ello se pesó una cantidad de la quitina obtenida y se vertió en una solución de NaOH al 50% en una relación 1:4 sólido-líquido, bajo las siguientes condiciones: primero por 2 horas a 60°C y luego por 2 horas a 100°C. El producto obtenido es el quitosano. Se realiza un lavado con agua destilada.

La quitina obtenida, finalmente se somete al proceso de desacetilación, mediante el cual, es convertida en quitosano; para ello se pesó una cantidad de la quitina obtenida y se vertió en una solución de NaOH al 50% en una relación 1:4 sólido-líquido, bajo las siguientes condiciones: primero por 2 horas a 60°C y luego por 2 horas a 100°C. El producto obtenido es el quitosano. Se realiza un lavado con agua destilada.

PRIMER LAVADO
SEGUNDO LAVADO
QUITOSANO
En cada una de las etapas del proceso, el producto obtenido fue lavado tenazmente con agua destilada hasta obtener un pH neutro.

La caracterización del quitosano obtenido se realiza mediante espectroscopia en el infrarrojo (IR) en la región de 500-4000 cm-1. Los espectros de absorción son obtenidos en un espectrofotómetro de infrarrojo.

Se realizó una determinación potenciométrica para obtener el grado de N-desacetilación. El procedimiento básicamente consistió en disolver el quitosano con un exceso de HCl. La solución de quitosano se valora con una solución de NaOH. De esta manera, se obtiene una curva de pH vs mL de NaOH añadidos, la cual presenta dos puntos de inflexión; la diferencia entre ellos se corresponde a la cantidad de ácido requerido para protonar los grupos amino del quitosano.

El quitosano obtenido contiene un bajo porcentaje de proteína. El rendimiento fue del 77.75 % de exosqueleto a quitina, y un 43.81% de quitina a quitosano; por lo que se considera que se logró una transformación eficiente. Finalmente, con el presente trabajo de investigación se está cumpliendo con dos objetivos, los cuales consisten en la disminución de la generación de basura por las marisquerías de la región y al mismo tiempo, obtener un material con valor agregado alto.

CONCLUSIÓN
Bajo condiciones experimentales empleadas en el trabajo, se logró extraer quitosano a partir de exoesqueletos de camarón desechados en marisquerías de la región. Se logró la des acetilación termo-alcalina heterogénea de la quitina. El porcentaje de des acetilación del quitosano obtenido es de 64%.

Anthony L. Andrady 2011, Microplastics in the marine environment. Marine Pollution Bulletin, Volume 62, Issue 8, August 2011, Pp. 1596-1605.

M.N.V.R. Kumar, R.A.A. Muzzarelli, C. Muzzarelli, H. Sashiwa, A.J. Domb, Chitosan chemistry and pharmaceutical perspectives, Chem. Rev. 104 (2004) 6017-6084.

BIBLIOGRAFÍA
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