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Obtencin, Caracterizacin y Aplicaciones

Quitina y QuitosanoPresentado por:Catherine L. Reales G.C.I.: 20.069336

Universidad del Zulia. Facultad Experimental de Ciencias. Departamento de Qumica.Tutor:Dra. Adriana LpezLa quitina y el quitosano tienden a formar co-polmero

#de unidades N-acetil-glucosamina> 50% => Quitina

# de unidades de N-glucosamina> 50% => Quitosano

Grado de N-acetilacinDA = acetamido/(acetamido + amino)

Grado de N-desacetilacinDD = amino/(acetamido + amino)Quitina es un Co-polimero

Diferencias Estructurales

123456463215Quitina: Breve Historia1811 La Quitina fue aislada por Henri Braconnot,1823 Odier aisl un residuo insoluble a soluciones deKOH1838 Es descubierta la Celulosa1859 Se descubre el Quitosano: un derivado de la quitina1920 Se producen Fibras de Quitina a partir de distintas mezclas de solventes1930 Exploracin de Fibras Sinteticas1950 La estructura de la quitina y quitosano logra ser identificada a travs de difraccin de rayos-X, espectrometra infrarroja, y analisis enzimaticos1970 se retoma el inters en la quitina y quitosano1977 1era Conferencia internacional sobre quitina y quitosano

Henri Braconnot (1780-1856)

Albert Hofmann (1906 2008)Grfico 1. Nmero de Trabajos cientficos de Quitina de ScienceDirectInternational Conference on Chitin and Chitosan (ICCC)

International Conference of the European Chitin Society (EUCHIS)

International Conference New achievements in study of chitin and chitosan

Asia-Pacific Chitin Chitosan Symposium (APCCS)Conferencias InternacionalesQuitina a travs de los aosCaractersticas de la QuitinaSoluble en disoluciones cidas dbilesResistencia en medios alcalinosMaterial FlexibleResistencia al calentamiento por los enlaces hidrogeno intramoleculares que se forman entre los grupos OH y NH2Caractersticas de la Quitina y el QuitosanoNotable Afinidad por las protenasCapacidad para ser funcionalizadoBiocompatiblesBiodegradableNo txicoRenovableAbundante

Caractersticas del QuitosanoPoliamina catinica con un bajo pKaAlta densidad de carga a pH es inferior a 6,5Se adhiere a las superficies de carga negativaForma geles con polianionesForma quelatos metales de transicinEs Susceptible a modificacin qumicaAmbos grupos, amino e hidroxilo pueden modificarse selectivamente

81. Los altos costos de aislamiento:Dependiendo de la fluctuacin de precios de NaOH

2. Suministro de materia prima:Propiedades de almacenamiento pobresEl secado reduce la actividadFcilmente contaminados por agentes patgenos

3. Altos Requisitos para Aplicaciones BiomdicasProducto de alta purezaNo txicoBuenas Prcticas de Manufactura (GMP)

4. Sntesis y ProduccinChitosan: $ 600/Kg (Fisher Scientific)Quitina: $ 169/KgQuitosano Utrapuro: $40.000 dlares/Kg

Mercados de gama baja no est listo para pagar los costos de procesamientoDesventajas del Quitosano

Langosta / CangrejoCamarnComposicin (Basado una vez pesado en seco)

Quitina25-30%30-4015-40%

Proteina15%35% 5-10%CaCO355%30% GlicanosLipidos2-5%5-10% 5-10%

HongoOrigen% CaCO3%Protena%QuitinaLangostino (penaeus aztecus)48,9729,5021,53Camarn Rosado (penaeus duorarum)42,2634,0223,72Sepiida (concha interna)88,486,125,40Calamar (concha interna)4,7446,2349,00Cangrejo (conchas)66,5816,6816,73Cangrejo de ro (conchas)63,9415,4620,60Entsar S. Abdou, Khaled S.A. Nagy /Extraction and characterization of chitin and chitosan from local sources /Bioresource Technology 99 (2003) 1359-1367 pag 239Tabla 1. Porcentaje de Quitina presente en diferentes crustceos y MoluscosTipo% QuitinaTipo% QuitinaCrustceoInsectoCangrejo Cancer72,1cCucaracha Periplaneta2,0dCangrejo Carcinus64,2bCucaracha Blatella18,4cCangrejo Paralithodes35,0bEscarabajo Colcoptera27 35cCangrejo Azul Callinectes14,0aTruefly Diptera54,8cCamarones Crangon69,1cMariposa pieris64,0cCamarones de Alaska28,0dGusano de seda44,2cLangosta Cigala69,8cGusano de cera33,7cLangosta Americana60 75cPercebes58,3cHongoAspergillus niger42,0eMoluscosPenicillium notatum18,5eConcha de almeja6,1Penicillium chrysogenum20,1econcha de ostra3,6Saccharomyces cereviseae2,9eConcha Interna del Calamar41,0Mucor Rouxii44,5Concha del Krill40,2Lactarius Vellereus19,0Tabla 2. Porcentaje de Quitina presente en diferentes crustceos y Moluscos, Insectos y HongosEntsar S. Abdou, Khaled S.A. Nagy /Quitin The Undisputed Biomolecule /Bioresource Technology 99 (2008) 1359-1367 pag 62

-Quitina:Forma ms abundanteExoesqueleto de Artrpodos y HongosConfiguracin Anti-paralelaEstructura cristalina altamente ordenadaFuerte enlace de hidrgeno(N-H O=C)rgida, insolubleH-bonding in -chitin -Quitina:Espinazo de diatomeos y plumas de calamaresconfiguracin en paraleloEnlace H dbilEs inestable, reactiva, soluble en agua

Grafica 1. Algunos adsorbentes con elevadas capacidades de adsorcinS. Babel, T.A. Kurniawan /Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water/ Journal of Hazardous Materials (2003) 219-243 pag 239

Desechos de protenasQuitinaCarneQuitosanoSales de QuitosanoQuitosano en polvoCosmticosAgriculturaMedicinaBiosensoresTratamiento de Aguasa) Reduccin de Tamaob) Desproteinizacin (NaOH diluido)c) Desmineralizacin (HCl diluido)d) Decoloracina) DesacetilacinNaOH concentrado o Enzimticab) Lavados con H2OCrustceos

a) Disolucin cidab) Filtracinc) DeshidratacinProductos congeladosProductos EnlatadosCremas y SalsasAlimentos para peces*Molienda

Conchas*Jabones*Adelganzante*Fungicida*Coagulante*Floculante*Suturas*Bandas Adhesivas*AlimentosExoesqueletos de Crustceos: Problemtica ambiental

CosmticosAditivo bactericida en jabones, champes, cremas de afeitar, cremas para la piel, pasta dental, etc. Para el Cuidado de la Piel sirven como emulsionantes, humectantes, agentes antiestticos y emolientesEsmaltes de uasPasta Dental

Cuidado de la SaludMedicamentos contra el colesterolMatriz de liberacin controladaCuidado de las heridas y suturas bioabsorbiblesApsitos derivados de quitosanoPiel artificialMateriales BioingenieraLentes de Contacto

AlimentosLa fibra diettica, emulsionante, portador ingrediente inerteAditivo anti-colesterolAclaracin de Bebidas y JugosLa eliminacin de tintes o la estabilizacin del colorElimina las grasasFabricacin de cpsulas para adelgazar, denominadas atrapagrasas.

Revestimientos de semillas - fungistticoAgente bactericida y fungicida para la proteccin de plntulas (inicio de las plantaciones)Tratamiento - complejo quitina-protenaAditivos para forraje animalesFertilizante completo con minerales traza

Agricultura

Quelantes de metales catinicosEfluentes de aguas residualesLas fbricas de papelLos desechos radiactivosFloculacin de protenas para el mercado de la alimentacin:Aprobado por EPATratamiento de AguaCaracterizacin del QCM

Hidrargirismo: Envenenamiento por mercurioSaturnismo: Envenenamiento por plomoEnfermedad de Itai-Itai: Envenenamiento por Cadmio

Metales TxicosOBJETIVOS ESPECFICOSExtraer, purificar y caracterizar -quitina a partir de los exoesqueletos provenientes de desechos de las plantas procesadoras de cangrejos.Obtener y caracterizar Quitosano Carboximetilado a partir de la -quitina.Evaluar Propiedades Reologicas del Quitosano Carboximetilado.Evaluar absorcin del Quitosano Carboximetilado en metales contaminantes.Comparar las propiedades adsorbentes de los derivados del quitosano con la de absorbentes no biodegradables de uso comn en la industria de tratamiento de agua.Evaluar la propiedad y/o uso del complejo QCM-M+OBJETIVO GENERALObtener quitosano carboximetilado a partir de desechos de procesadora de cangrejos y evaluar su eficiencia al coagular y flocular de compuestos txicos en aguas contaminadas.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Actividades a realizarM E S E S123456789101112Revisin bibliogrfica.************Evaluar adsorcin del Quitosano Carboximetilado en metales contaminantes****Evaluar la propiedad y/o uso del complejo QCM-M+****Anlisis y discusin de los resultados**Redaccin del T.E.G**