Cationización del polisacárido paramilon: actividad floculante y antibiótica

MATULEWICZ MARÍA CRISTINA; RODRIGUEZ MARÍA CECILIA; YASMIN DAGLIO

Simposio; XIX Simposio Nacional de Química Orgánica; 2013

INTRODUCCION El paramilon, un polisacárido de alto peso molecular, es un β-(1,3)-D-glucano no ramificado. Este polisacárido de reserva se acumula en gránulos citoplasmáticos en los euglenoideos. Los β-glucanos son utilizados como fibra dietaria, tanto en forma soluble como insoluble, y producen, entre otros efectos beneficiosos para la salud, reducción de la presión arterial, control de la hiperglucemia e hiperinsulinemia, reducción de factores de riesgo para enfermedades degenerativas como la obesidad, hiperlipidemia, hipercolesterolemia, enfermedades cardiovasculares, cáncer, hipertensión, etc. (Zekovic et al. 2005). Sin embargo, su aplicación se ve dificultada por la baja solubilidad acuosa de los gránulos de paramilon. El paramilon se obtuvo a partir de una mutante incolora de Euglena gracilis (WZSL) aislada en el Istituto de Biofísica de Pisa, Italia (Barsanti et al. 2011). El objetivo del presente trabajo fue la obtención del paramilon cationizado a fin de mejorar su solubilidad en agua y ensayar aplicaciones novedosas como agente floculante y antibacteriano. MATERIALES La cationización se llevó a cabo a 90ºC durante 2 horas en NaOH 0.8 M conteniendo 30 milimoles del cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio (CHPTAC). La unión del agente cationizante se verificó por señales características en espectros de FT-IR y RMN de 13C y por espectrometría de masa (ESI) de los metilglicósidos. El material cationizado se observó por microscopía electrónica de barrido (MEB). La actividad floculante del paramilon modificado se midió contra una suspensión de caolín en una solución de buffer tris/HCl de pH 8 y se registró la turbidez a 500 nm a tiempo 0 y una vez por minuto durante 15 minutos. La actividad antibacteriana del paramilon modificado se evaluó en antibiogramas de disco frente Escherichia coli y Pseudomonas putida utilizando Kanamicina como antibiótico control. RESULTADOS El análisis elemental del producto cationizado a 90◦C arrojó un contenido de nitrógeno de 1,44% correspondiente a un grado de sustitución de 0,20. A temperaturas menores, no hubo reacción detectable. La unión del sustituyente catiónico se comprobó por: a) la aparición de un pico a m/z 310 en el espectro de masa ESI (en modo positivo) (Figura 1). b) las señales a 73.2 y 73.0 ppm (C-7); 66.3 ppm (C-8); 68.9 ppm (hombro, C-9) y a 55.2 ppm (C en ?CH3) en el espectro de RMN de 13C (figura 2) c) la presencia de una banda a 1077 cm−1, ausente en el paramilon no modificado en el espectro de FT-IR El polisacárido cationizado forma películas de aspecto granular en el AFM (figura 3) y cambia su textura respecto del no modificado. Cuando se los compara por MEB, los gránulos de paramilon no modificado son ovoides formado por capas de deposición concéntrica (figura 4a). Luego de la cationización, el polisacárido adquiere una textura esponjosa-reticular (figura 4b). Aplicaciones En los antibiogramas Pseudomona putida fue suceptible tanto al paramilon nativo como al cationizado. En el caso de Escherichia coli, el crecimiento fue inhibido por 1000 ppm del polisacárido cationizado, teniendo el mismo efecto de inhibición que 2500 ppm de kanamicina (figura 5a,b). El producto cationizado aumentó la velocidad de floculación de las partículas de caolín (figura 6) en las diferentes relaciones paramilon: caolín ensayadas. El análisis de medidas repetidas (p< 0.0001) mostró que la relación paramilon cationizado:caolín desde 6 a 10 mg de paramilon / g caolín tienen una eficiencia equivalenete a partir de los 10 minutos del inicio del ensayo de floculación. CONCLUSIONES La cationización del paramilon con CHPTAC aumenta la solubilidad acuosa del polisacárido permitiendo su aplicación en bioensayos de actividad antibacteriana y en ensayos como agente floculante, de potencial uso en el tratamiento de aguas residuales y procesos de potabilización.