Optimización de la obtención de quitosano de crustáceos patagónicos y desarrollo de micropartículas: caracterización y aplicaciones

DIMA JIMENA, SEQUEIROS C, ZARITZKY NOEMÍ

Encuentro; III Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2014

PLAPIQUI y el IDTQ.

El procesamiento de crustáceos en la provincia del Chubut genera residuos sólidos de difícil disposición (exoesqueletos). Actualmente, en las ciudades de Puerto Madryn y Rawson, estos desechos son acumulados en basurales, constituyendo una problemática ambiental para la región. Estos residuos poseen una composición rica en quitina,  de la cual se obtienen derivados como el quitosano (QS), que por sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, presentan aplicaciones muy variadas. El quitosano puede prepararse en solución, en escamas, en polvo, o formando micropartículas. En el presente trabajo se optimizó el proceso de obtención de quitina y quitosano a partir de diferentes fuentes (cangrejos, langostino y calamar). Para la obtención de quitina los exoesqueletos molidos fueron despigmentados, descalcificados y desproteinizados. Para la obtención de quitosano la quitina fue desacetilada con NaOH al 50% a 120ºC. El grado de desacetilación del quitosano determinado por FTIR y por titulación potenciométrica estuvo entre  90,2% y 86,2%, según la materia prima. El peso molecular resultó del orden de 2x105Da y 6x104Da para crustáceos y calamar. Por otro lado, se obtuvieron micropartículas de quitosano utilizando tripolifosfato de sodio (TPP)  como agente reticulante, obteniéndose tamaños  de partículas <0.5μm. Las micropartículas de QS  se obtuvieron espontáneamente a concentraciones de QS entre 0.010-0.025mg/ml y 0.01-0.025mg/ml de TPP. Utilizando en forma paralela el quitosano y las micropartículas obtenidas se evaluó: i) el efecto de ambos sistemas sobre el patógeno, Vibrio alginolyiticus, común en maricultura, uno de los principales causantes de la mortalidad por vibriosis, lo que genera importantes pérdidas económicas;  ii) se estudió su efectividad sobre la  remoción de Cr(VI), altamente tóxico. El quitosano en solución y las micropartículas mostraron un efecto inhibitorio sobre el microorganismo patógeno a concentraciones de 0.125% y 0.05% respectivamente.  Por otro lado, el quitosano  resultó efectivo para la remoción de Cr(VI); se obtuvieron experimentalmente las correspondientes isotermas de sorción del metal modelándose los resultados obtenidos con la ecuación de Langmuir. Para el estudio de la cinética del proceso se analizaron  los efectos del pH de la solución, el tiempo de contacto y la concentración inicial del Cr(VI); ambos sistemas mostraron buena eficiencia a  un tiempo de contacto mayor a 2h. Esta temática resulta de importancia ya que en los últimos años, se han incrementado los niveles de metales pesados en los sistemas acuáticos, debido al crecimiento de diversas actividades industriales como la minería, agricultura, petroquímica y textiles.