Producción de matrices de quitosano para la inmovilización covalente multipuntual de Carboxipeptidasa A

FENOGLIO, CECILIA L.; MANZO, RICARDO M.; ADRIANO, W. S.; RUBIOLO, AMELIA C.; MAMMARELLA, ENRIQUE J.

Córdoba

Congreso; IV Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos; 2012

La Carboxipeptidasa A (CPA), una exopeptidasa de gran utilidad para hidrolizar ciertas proteínas a péptidos más digeribles, con menor desarrollo de sabor amargo (al eliminar aminoácidos aromáticos terminales), se emplea normalmente en forma libre, imposibilitando su recuperación. Su inmovilización covalente sobre soportes porosos soluciona este problema, a la vez que reduce la pérdida de actividad debido a la autólisis y aumenta su vida media impidiendo cambios conformacionales inducidos por las condiciones de reacción. En este contexto, el quitosano, un polisacárido lineal barato y abundante compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente de ß-(1-4) D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina, resulta un material interesante para la producción de soportes para inmovilización de enzimas. En este trabajo se analizaron estrategias para modificar químicamente el quitosano, antes, durante y después de su coagulación para formar partículas-soportes usadas en la inmovilización de CPA mediante enlaces covalentes múltiples, evitando al mismo tiempo, la adsorción del catión Zn2+ de la CPA en la matriz de quitosano. Así, se estudió el efecto de modificar químicamente el quitosano por la inserción de una molécula de fructosa, a través de la formación de una base de Schiff por medio de la reacción de alquilación reductiva. Por otra parte, se prepararon partículas con mezclas de quitosano-polielectrolitro (poli cloruro de aluminio, tri(poli)fosfato de sodio y alcohol polivinílico), así como partículas de quitosano modificadas superficialmente, haciendo reaccionar los grupos aminos primarios de la superficie de las partículas con ácido 2,4,6-trinitrobencensulfónico (TNBS) o N,N-dimetilformamida (DMF), modificando así su hidrofobicidad. Todas las modificaciones se compararon contra partículas de quitosano puro utilizadas como control. La mayor diferencia entre las partículas se encontró en la determinación de la porosidad, obteniendo un valor medio de 0,81 ± 0,08. La dispersión entre los valores de porosidad obtenidos para cada soporte puede ser analizado mediante observaciones microscópicas. Sólo las partículas control y las partículas de N-alquil derivados presentaron rugosidad superficial y mesoporosidad. Las partículas de quitosano tratadas superficialmente con TNBS o DMF y partículas entrecruzadas con glioxal mostraron una superficie más compacta, pero al quebrarse, revelaron similar porosidad interna que las partículas control. Esta característica posteriormente puede conducir a un efecto estérico en la estructura de la red de estas microesferas en comparación con las partículas control. Las partículas preparadas con una mezcla de policloruro de aluminio-quitosano y partículas de quitosano con pre-adsorción de iones de calcio mostraron una superficie más irregular y porosa, mientras que las partículas preparadas con una mezcla de quitosano- tri (poli) fosfato de sodio, alcohol polivinílico-quitosano y quitosano-glicerol mostraron una superficie que parecía ser densa, pero cuando se rompe, reveló los macroporos internos. En resumen, puede observarse que la superficie de la partícula se hace más uniforme por reticulación y con TNBS, DMF, sodio tri (poli) fosfato, alcohol polivinílico o adición de glicerol.