Interacciones azúcar-sal-agua y su efecto en la estabilización de biomateriales en sistemas

FLORENCIA MAZZOBRE; PAULA LONGINOTTI; PILAR BUERA

San Martín de los Andes. Neuquén. Argentina.

Congreso; XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2001

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica.

Muchos biomateriales pueden estabilizarse por secado o congelación en presencia de azúcares protectores. Sin embargo, la cristalización del azúcar o la formación de hielo en el sistema amorfo (deshidratado o congelado) puede afectar negativamente el efecto protector de la matriz. Existen evidencias de que ciertos cationes en combinación con azúcares resultan mas efectivas como agentes estabilizantes de proteínas que el azúcar solo, pero este efecto aún no ha sido explicado. Se investigó el efecto de diferentes sales sobre la eficiencia crio y dehidroprotectora de sacarosa y trehalosa en sistemas sobreenfriados en relación con las propiedades físicas del medio. Se prepararon soluciones que contenían la enzima (b-galactosidasa) y sacarosa, trehalosa o mezclas azúcar-sal (MgCl2, NaCl, KCl, CaCl2), a partir de las cuales se obtuvieron sistemas sobreenfriados o amorfos. Se almacenaron en condiciones críticas para la estabilidad de la enzima (cristalización de hielo o azúcares favorecidas). Las cristalizaciones se evaluaron empleando DSC. La adición de sales permitió retrasar la cristalización de los azúcares en sistemas deshidratados y la formación de hielo en sistemas congelados, incrementándose paralelamente la estabilidad de la enzima. La inhibición de la cristalización se incrementó con la relación carga/radio del catión y en particular MgCl2 tuvo el efecto más notorio. La inhibición o retraso de la cristalización de los azúcares por adición de sales puede deberse a interacciones moleculares agua-catión que se manifestaron a nivel macroscópico en cambios en las propiedades de porción de agua pero no en modificación de la temperatura de transición vítrea.