PROTEXSAS A PARTIR DE DESECHOS DE CAMARON"

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Casa abierta al tiempo

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

-

f

/NOMBRE: PEREZ HIDALGO VICTORIA PA 7RlClA

MATRICULA: 97337698

TE LE FO NO. 5 6- 12-43-37

/'LICENCIATURA. INGENIERIA DE LOS ALIMENTOS

,/DIVISION: CIENCIAS BIOLOGICAS Y DE LA SALUD

UN I DAD UNIVERSITARIA: 12TAPALA PA

TRIMESTRE LECTIVO: 00-1

TITULO DEL PROYECTO: uPURIFICACION Y CARACTERIZACION DE PROTEXSAS A PARTIR DE DESECHOS DE CAMARON"

,/NOMBRE DEL PROYECTO. WS7ENCION Y CARACTERfILdCKlllf DE OUITINA Y QUITOSANO A PARTIR DE DESECHOS DE CAMARON"

LUGAR DE REALIZACION: UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA.

LABORA TORI0 DE BIOQUIMICA DE MACROMOLECULAS S-730

FECHA DE INICIO: 25 NOVIEMBRE

DE

1998

J FECHA DE TERMINACION: 14 MARZO DE 2000

1

CLAVE DE REGISTRO: IA.024.98

ASESOR4

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.

.

..~*

Dra. KEIKO S

UNIVERSIDAD AUTONÓMA METROPOLITANA

DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

Y

D E LA SALUD SECRETARIA ACADÉMICA

A QUIEN CORRESPONDA:

Por medio de la presente se hace constar que la:

Dra. ISABEL GUERRERO LEGARRETA del Departamento de BIOTECNOLOGíA

de la División de Ciencias Biológicas y de la Salud, asesoró el siguiente Servicio Social:

TíTULO

ALUMNA Rodríguez Morales Ofelia

MATR~CULA 92234049

LICENCIATURA Ingeniería de los Alimentos PERIODO

Se extiende la presente para los fines que a la interesada convengan, en la Ciudad de México, Distrito Federal a tres de mayo del dos mil.

A T E N T A M E N T E

"CASA ABIERTA AL TIFMPO"

"Obtención y caracterización de quitina y quitosano a partir de desechos de camarón"

Mayo 25, 1998 a Noviembre 29, 1999

SECRETARIO ACADEMIC0

UNIDAD ETAPALAPA

Av. Mich~acdn y la Pui(dm~. Col. Vmntina. D.F. 08340 Tel. (5) 723 83 51. Fax (5)812 Bo 83 eml: cdchxanum.uam.mx.

Casa aoierta at tiempo

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

México, D.F a 22'de Narzo del 2000

Zr. José Luis Arredondo Figueroa Director de la división de C . 3 . S . .

P R E S E N T E

Por medio de este conducto, me dirijo a usted para informarle que la alumna V i c t o r i a P a t r i c i a Pérez Hidalgo, realizó bajo nuestra dirección el proyecto de servicio social "Obtención

y

caracterización de quitina

y

quitosano apartir de desechos de camarón". Después de revisar el contenido del informe final del proyecto antes mencionado estamos de acuerdo en que se lleve acabo. el proceso de liberación de acuerdo al reglamento.

La Srita. Pérez Hidalgo esta inscrita en la licenciatura de Ingeniería de l o s Alimentos con matricula 92331698.. El período de realización de este proyecto fue 2 5 de noviembre de 1998 al 14 de marzo del 2000.

Agradecemos de antemano la atención prestada, quedando a sus

ordenes para cualquier aclaración.

A T E N T A M E N T E "Casa abierta al tiempo ''

1

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Dra. KeiRSShirai Matsumoto

.Profesor Titular "C" Profesor Titular "C"

Tiempo Completo Tiempo Completo

UNIDAD IZTAPALAPA

Av. _Michoacán y _{Purísima lztapalapa 09340, México, D.F. A.P.55- 535; e-mail:}

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MÉXICO

D. F a

15

de marzo de

2000.

O r José Luis Arredondo Figueroa Director de la División de C.B.S.

P r e s e n t e

Por medio de la presente le informo que fui aceptada para la realización de mi

servicio social en el período del

25

de mayo

1998

al

14

de marzo del 2000. El

servicio social fue realizado

en

el laboratorio

5-130,

trabajando en el proyecto

"Obtención y caracterización del quitina y quitosano obtenido a partir de desechos

de camarón'' bajo la asesoría de la Dra Keiko Shirai Matsumoto profesor titular C.

Por lo que a continuación proporciono mis datos personales:

Nombre: Pérez Hidalgo Victoria Patricia

Matrícula: 92331698

Licenciatura: Ingeniería de los Alimentos

Por su atención prestada a la misma

Gracias.

AteMamente

,

v

;

,

, ,<I 7,

,

I .c

Nom&: Pérez Hidalgo Victoria Patricia

~ c u w i a t u m : Ingeniería de los Alimentos

Titulo

del

proyecto: OBTENCION Y C A R A m Z A C I O N O€ QUIRNA Y _{, ~ , Y ~ ~ T o s A ~} A

PARTIR DE DESECHOS DE CAMARON.

R q i t r o del servicio social: IA.024.98 Fecha de entrega 15 de mapzo de2ooO.

sesor res:

Dra. Keiko Shirai Matsumuto. Profesor tihilar C Dra Isabel Guerrero Legarreta. Profesor titular C

üESVMEN.

objctiws:

-

Obtención de quitina y quitosano a partir de draechos de camarón fresca

,,

fermentado utilizando el método químico.

Decoloración de quitina cruda mediante el uso de aceite y solventes Purificación

de

quitina mediante eliminacién de groteínas y mineroles. betermiruición de proteína después del tratamiento químico.

-

-

-

RcniltadOS:

Como se puede observó

en

h tabla no. 4

doodLsc

hizo una comparació(\ 10s s i s t m s

utilizados, tanto en camarón fresco. como camarón funwntado los mejoroq ~ ~ i m i ~ o s 0~

obtuvieron en las muestras provenientes de camarón fermentado (15.91% y

&,wY0)

&bid0 0 que lo quitina de residuos sujetos a una fermentación es

mbs

f&il de separqp & hs prokím

con un tratamiento ácido/álcali que aquella que proviene del desecho sm fwmeh+,,r, _{q w gm}

p t e de la proteína y

dc

calcio eS removida en

d

proce~o fertnentativo

(hlI

y

de Silw 1992) Los rendimientos obtenidos están muy próximos a los reportados por Skihi& (1991) para camarón (17-37%) en base Seca.

Determinación de Proteína

Comprando los volores de nitrógeno. obtenidos de cada muestra(fi.fi-,307%), con 10s *eportados en h bibiiografía (6.29%) pOr Shahidi (19%) para camarón, utilirqhda el método de (jeldahl AOAC (1980)

&

muy

prÓXimOS. cabc mencionar que por el &todo de Qeldahl se determina el nitrigeno total es decir. tanto el nitrógeno orgánico como nitr&4ena no proteico. :Pearson, O., 1891)

~ u s i o n c o .

k n o se mostró en los resultados de este trahjo, ias muestms de deshecllod c a m ó n que tuvieron OM previa fermentación presentarón un may& rendimiento de obten( idri & quitim y pitosano, en comparación con el camarón fresco

Con respecto a h apariencia de las quitinas obtenidas a traves dii extracción de

a diferencia vent@ de la ;olventes tuweron urn mejor apariencia; es dear presentaron un color blanco,

i e las quitinas tratadas con aceite presentaron un color amarillento: pero xtracción de pigmentos con aceite es que resulta

mós

económico este reactivo

In

b

determinación de proteína puede determinarse después del tratamiento 4lcali "windo u l ~ l

:oncentración maS bqa de este rendivo

FORMATO PARA SER LLENADO POR EL

(LOS)

ASESORE (ES) INTERNO

0

EXTERNO PARA EL INFORME FINAL DEL SERVICIO

SOCIAL

1. 2. a) b) 3. 4. 5.

Nombre y adscripción del asesor:

Dra. Keiko Shirai Matsumoto, Profesor Titular ”C”

Dra. Isabel Guerrero Legarreta Profesor Titular “C”

La naturaleza del Proyecto del que procede el Servicio Social es:

Proyecto de Servicio Social asociado a la investigación que se realiza en las áreas departamentales.

(X) Interno

( ) Externo

( ) Por convenio

Proyecto de Servicio Social asociado a actividades disciplinarias realizadas por el asesor.

Nombre del proyecto del que deriva el Servicio Social e institución u organismo que lo avala.

Extracción, caracterización y aplicación de quitina y quitosano a partir de desechos de camarón.

Universidad Autónoma Metropolitana Unidad lztapalapa

Desglosar las actividades que desarrolló el asesor para favorecer el cumplimiento de los objetivos planteados en el Proyecto Inicial de Servicio Social.

En una etapa inicial, se orientó al estudiante en la búsqueda de información para la revisión bibliográfica y marco teórico del proyecto.

Posteriormente el establecimiento de hipótesis, así como la discusión de objetivos y metas a alcanzar para el proyecto de servicio social.

Por otro lado la enseñanza teórica y práctica de las técnicas y metodologías para conseguir metas

y

objetivos planteados.

Finalmente el análisis y discusión de resultados, asimismo la revisión y

correción del reporte final.

6. 'Considera que la formación que el alumno recibe de la UAMl es adecLiada y suficiente para su desempeño profesional?

¿Por

qué?

Sí, aunque es necesario establecer mecanismos de vinculación entre empleadores-universidad para conocer su opinión acerca de sus necesidades y expectativas sobre nuestros egresados, y si estas se cumplen.

7. Anote las fortalezas y debilidades detectadas por usted con respecto a la formación del estudiante.

Sobre las debilidades, disponibilidad de tiempo fue limitante ya que el proyecto de servicio social se vió suspendido temporalmente debido a actividades escolares de la alumna.

En cuanto a las fortalezas, considero que el servicio social es una excelente oportunidad para que el estudiante se familiarice y adquiera experiencia en el laboratorio, lo que conduce a una mayor seguridad en sus conocimientos y en su desempeño como profesionistas

8. Nombre y firma de los Asesores

.

INDICE

OBJETIVOS

METODOLOGiA

Obtención de quitina Obtención de quitosano Determinación de proteína

ACTIVIDADES REALIZADAS

OBJETIVOS

Y

METAS ALCANZADAS

RESULTADOS Y DISCUSIONES

CONCLUSIONES

CRITERIOS

DE

EVALUACIdN

RECOMENDACIONES

BALANCES DE MASA Y MEMORIAS DE CALCULO

1

2

3

3

4

5

10

11

12

17

17

18

19

INTRODUCCION

En los Últimos años la explotación de mariscos ha experimentado un awnento significativo a consecuencia ¿el crecimiento en el mercado de los alimentos congelados y enlatados. Este aumenta en la distribución y consumo de mariscos congelados ocasiona problemas debido a la cantidad de desechos producidos, y ahí la necesidad de diseñar métodos para la utilización de los mismos con el fin de evitar la enorme contaminación. La composición de éstos desechos varía con la especie y tecnología del procesado, los cuales es posible recuperar algunos productos tales como la quitina y quitosono.

Lo quitina se encuentra en crustáceos ¿el exoesqueleto ¿e artrópodos y en las paredes celulares del los hongos, es el segundo polimero más abundante en la

naturateza después de la celulosa. Químicamente la quitina es un potímero de unidades N-acetilglucosamina enlazadas por uniones (1-4) (Shirai e t

al.,

1996).

En

las

cutículas de crútaceos, la quitina se encuentra fuertemente asociada con saies inorgánicas, tales como carbonatos de caicio, proteínas, pigmentos y lípidos (Attwood y Zola, 1967). De ahí que e l proceso cmvencioml par métodos químicos para la obtención ¿e quitina a partir de esgueletos ¿e crustáceos, consiste principalmente en tres etapas: primero una desproteinización ¿e la quitim

CM dcáiis can temperatura moderada, q u i d a h unadwmineratización con ácidos

dituidos y finalmente, la eliminación de típidas con sotvenies orgánicos.

Estas

etapas se llevan generaimente orden mencionada aunque algunos investigadores, como (Shahidi y Synowiecki, 1991) proponen atgunas variaciones como extraer primero los pigmentos , seguidos de la desproteinización can KOH al

2%

a 90°C

por ¿os horas y la desmineralización con

HCI

ai

2%

a 20 "C por una h o r a éstos

autores reportan también, la extracción de pigmentos con aceite, previa a la desmineraliración y desproteinización.

L a des&cetilación de la quitina se Heva a cabo con álcalis concentrados a altas temperaturas para la transformación a quitosana. Se ha sugerido la

desacetilación del producto por arriba del

70%

dentro de la primera hora del tratamiento con 50% de una solución de NaOH a 100aC, pero después de este tiempo el progreso es gradual. Extendiendo el tratamiento con soluciones calientes concentradas de NaOH resulta en un producto completamente desmetilado (90%): sin embargo este tratamiento también es acompañada por la degradación ¿e la cadena molecular(Simpson e t a1.,1994).

proceso, de ahí que, al polímero que presenta mayor acetilación se le llama quitina y al más desacetilado quitosana(Hansen

y

Lianes, 1994).

La @tina

y

quitasamtienen aplicaciones numerosas en alimentos, farmacia, pinturas

y

textites. tas ventajas

&t

USO de eStospoheros es que son naturales, no tóxicos

y

biodegradable$, han sido aprobados para potabilizar agua, como agentes precipitantes de materiales proteicos durante el proceso de alimentos,

y

como complementos alimenticios. Se utiliza también como clarificantes en vinos, como antimicrobianos. En las industrias de cosméticos

y

farmacéuticas son importantes como agentes espesantes. dispersantes, estabilizantes y gelificantes. (K. Shirai e t al.,

1996).

OBJETIVO GENERAL:

Obtención de quitina y quitosano a partir de desechus de camarón fresco

y

fermentado utilizando método qu'hnico

o m v o s

GENERALES:

Decotoración de qurt~nu d a m e d i a n t e ed USO

de

aceite ysotventes. Purificación de quitinamediante eliminación de protehas y mineralea. Determinación de proteína después del tratamiento químico.

Producción de quitosano mediante el método químico

4

M ETODOLOGI A

MATERIAL

Los desechos de camarón consistieron en cabezas pertenecientes al género

Penaus

spp.

provenientes de la central de abastos "la Nueva Viga" de la Ciudad de México.

El

deshecho fue molido en un molino para carnes Sanitary E.U.A. y se mantuvieron en congelación a -20 "C hasta SU utilización.

Se trabajó con dos muestras: camarón sin fermentar camarón fermentado.

Fermentación Láctica

La fermentación láctica se llevo acaba utilizando Lactobacillus sp Cepa 62 como iniciador y glucosa como fuente de carbono, se incubó a 30 "C durante 48 horas. Finalmente se realizó una separación

de

licor mediante filtración. La fracción sólida fue secada a 105 "Cy molida (Shiria e t

al.,

1996).

d B T E N C I O N DE QUITINA EXTRACCION DE PIGMENTOS

Para la extracción de pigmentos existen dos formas

6 Extracción de pigmentos con solventes

6 Extracción de pigmentos con aceite

EXTRACCIÓN

DE

PIGMENTOS CON

SOLVENTES

Se pesaron lOOg de camarón (fresco o fermentado) y se le añadieron los solventes en el siguiente orden: agua desionizada (relación 1:2 p/v); cloroformo (relación 1:2 p/v) y metano1 (relación 1:4

p/v),

manteniéndose en agitación continua durante 2 minutos. Posteriormente se le agregaron cloroformo (relación 1:2 p/v) agitándose un minuto y agua desionizada (relación 12) dejándose en agitación durante un minuto más. Finalmente se hizo un filtrado para recuperar el sólido decolorado, para lo cual se lavó con cloroformo (relaci6n 1:5 p/v) después se dejo secar en la estufa a 50°C

y

se registro el peso(Cónzalez-Galles. e t al 1997)

EXTRACCION DE PIGMENTOS CON ACEITE

Se pesaron 30 g de muestra y se le adicionaron 909 de aceite ( 1 3 w/w), posteriormente se calentó a

50

"C en un Shaker durante 2 horas a 150 rpm. Se filtró el sólido y el aceite que quedó retenido en el sedimento se eliminó con alcohol etílico. Finalmente se dejo secar en la estufa a 50°C y se registro el peso (Chen, H.

ji

fl

I

: i.

I i..

DESMINERAUZACION

El

salido obtenido después de la extracción

de

pigmentos se colocá en un matraz erlenmeyer con HCI 1.2 M

(115,

p/v)

en

agitación continua a 25 "C durante 1 h. Posteriormente se lavó con agua destilada hasta neutralidad

y

se fittro, el sólido obtenido se dejo secar en la estufa a 5@C y se regntro su peso (Shirai e t al

1996).

DESPROTEINIZACION

El

sedimento obtenido después de la desmineralización se c o l o c ~ en un matraz erlenmeyer con NaOH I M

(150,

p/v) en agitación continua a 25 "C durante 2h. Posteriormente se lavo con agua destilada hasta neutralidad y se filtro, el sólido obtenida se dejo secar en

la

estufa a 50°C y se registro SU peso (5hirai e t al

.,

1996).

BLANQUEA DO.

El

sedimento obtenido se le adicionó una solución de hipoclorito

de

sodio at

5%

durante 10 min. con agitación , después se f i l t r o y se lavó con agua destilada hasta neutiPiidad. EL sedimiento se dejo secar en la estufa a 50°C y se regisfin

el

peso.

VER FIGURA

1

O B T M O N

DE

QiJ'€iOSANU (Uesucetilación de la quitina)

Se colocaron 20 g de quititmen unmatraz erlenmeyer

y

se

te

uñdieronfi00mt de

NaOH al 50%. Posteriormente

se

calentó a

121°C

durante una hora con treinta

minutos después se

filtró

l

a

muestra

con agua destitOdriSiert0 neutraiidad. Fmlmente dejo secar en

ta

estufa

aW0C

y se registro el peso.

OETERMINACION DE PROTEINA DIGESTION

Se pesaron

lg

de quitina, 0.59 de catnlizador y se colocaron en un matraz kjeldhal, posteriormente se añadieron 3 mL de ácido sulfúrico (cuidosamente y en

una

campana), después se colocó la muestra en la parrilla del digestor, inicialmente a temperatura baja; la temperatura se elevó poco a poco con el f i n de que no hubieran proyecciones de la solución; se dejó así hasta que la muestra obtuviera un color verde esmeralda. Finalmente se dejó enfriar y se le añadieron 15 mL de

agua

destilada.

OESTILACION

Se dejo enfriar el matraz y se le adkionaron 15mL de agua destilada, posteriormente se colocó la solución del matraz en la copa del destilador de Kjeldahl,(previamente conectado) entonces se dejo vaciar la copa para volver a llenar la copa con NaOH al

50%

y

se recolectó la muestra en vaso de precipitado el cual contenía 10 mL de ácido bórico al 4% y gotas de indicador. Se recolectaron aproximadamente 80mL del destilado.

TITULACION.

El destilado se

tituló

con HzS04 0.1 N hasta que el viraje fuera de verde a rosado

y se registró los mililitros gastados.

Se realizó un blanco. El cual se le dio el mismo tratamiento,

pero

sin muestra. El porciento de nitrógeno se calculó con la siguiente fórmula:

%N

=

(N de H2504) (mL qastodos

-

mL del blanco) (1.4)

peso de la muestra

VER FIGURA 3

1

-1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4

I

I

d

4

1

-

..

-_

-.

L _ L

-

FIGURA No. 1. OBTENCION DE QUlTlNA

EXTRACCION DE QUlTlNA CON SOLVENTES

I

CAMARON

I

EXTR. DE PIGMENTOS CON ACEITE. (relación 1:3) a 50'C

diirante 7 horas

SOLVENTES.Pgua desionizada (1.2

p/v).Cloroformo( 1'2 piv); Metano1 (1'4 p!v)

I

_{¡ I}

Clororoma (1:2 p/v)

iec__=i

I

MEZLAR I min

I

MEZCLAR 1 min

I

FILTRAR Y LAVAR CON

I

CLOROFORMO (15. P N )

I

+

SECARA 50'C

I

15 ph), Mwclar 1 h a

LAVAR CON AGUA DESTILADA Y FILTRAR (hasta neutralidad)

I

I

?-l

SECARA 50'C

+

I

DECPROTEINIZACION

1

a 25 "C mn agitaci6n

DESTILADA íhasta netralidadi Y

SECAR A 50°C

7

I

BLANQUEADO

I

Hipocloriio ai5%(1:10p/v) 10min.

a 25 “C con aaitaci6n.

Ir

LAVAR CON AGUA DESTILADA

(hasta neutralidad) Y FILTRAR

1

-

---.

FIGURA No 2 OBTENCION DE QUITOSANO

QUlTlNA

DESACETILACION

FILTRAR Y LAVAR-CON AGUA DESTILADA (hasta neutralidad)

SECAR A 50 "C

QUITOSANO

l i .

I

I L

I

,

L-

I ,

1

-!

--

i

FIGURA

No

3 DETERMINACION DE NITROGEN0 POR METODO KJELDAHL

PESAR O 1 g DE QUITINA Y

O 59 DE CATALIZADOR

I

PESAR 0.1 g DE QUITINA Y

I

0.5a DE CATALIZADOR

LA MUESTRA, EL CATALIZADOR Y ADICIONAR CUIDADOSAMENTE ACiDO SULFURIC0 CONCENTRADO

Conectar ei digestor en la campana

DIGESTION (ia digestión termina

ENFRIAR Y ADICIONAR 15 rnl DE AGUA DESTILADA

DESTILACION. ADICIONAR LA SOLUC~ON A

NaOH AL5056

LA COPA DEL DESTliADOR Y

POSTERIORMENTE LLENAR LA COPA CON

RECOLECTARELDESTILADOENUNVASODE PRECIPITADO QUE CONTENGA 5 mi DE ACiDO BORIC0 E INDICADOR

v

7

3

TITLILACION CON ACiOO SUCFLRICO

I

O. 1 N VALORADO

A C l l

VI

DA DES REALIZA DAS:

Obtención de quitosano (desacetilación de la quitina)

.

Obtención de quitina a partir de desechos camarón fresco y camarón fermentado

Extracción

de

pigmentos a través

del

usa de solventes y aceite Rendimientos obtenidos a partir de peso inicial de las muestras

Determinación de proteína después de los procesos de desmineralización y des proteinización.

React i vo s utilizados

En el caso de la despigmentación de los desechos de camarón con solventes, los reactivos que se utilizaron fueron cloroformo, metano1 y agua desionizada, seguida de una desmineralización con

HCl

!.2

M

a 25°C durante

lh.

posteriormente urxl desproteinización con NaOH

1M

a temperatura ambiente durante 2h. y finalmente un blanqueado con hipoclorito de sodio al Y?. Después de cada tratamiento se toman los pesos para saber el rendimiento final.

En

el caso de la despigmentación con aceite, este se hizo en una relación 1 3 w/w a

50°C

durante 2h.

La determinación de proteína se hizo a través del método

de

Kjeldahl, en la cual se hace inicialmente una digestión con H&04 y para su posterior destilación en donde la formación de “ 4 0 H es recibido

en

ácido bórico al 4% para finalmente titularlo con una solución de ácido súlfurico 0.1 N valorado.

OBJETIVOS

Y

METAS ALCANZAOAS

LOS objetivos alcanzados de

los

propuestos

en

el anteproyecto fueron:

Obtención de quitino a partir

de

desechos

d

camarón fermentado y no fermentado a través del método ácido/alcali.

Obtención de quitosano a partir de quitina

En el ante proyecto se planteó como objetivo determinación del porcentaje de colubilidad, el cual no se llevo a cabo, ya que fue sustituido por la determinación de proteína, debido a que el contenido de proteína residual es el parómetro muy importante poro determinar la calidad de la quitina

de

acuerdo a especifícaciones comerciales.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

En las siguientes tablas se encuentran

los

pesos obtenidos después de cada etapa del proceso para la obtención de la quitina, assi también los rendimientos obtenidas de muestras de camarón fermentado y sin fermentar

Tabla no. 1 Obtención de quitina con aceite

I

1 Muestra

~ I I despigment. desmineral. despmt. b l q e a d o

1

Peso inicial

1

Peso dews Peso dcsplú Pesa dcsprCs Peso después Quitowmo

'

% R e d 1 % Rcnd de 1 Qiito$a"o

iquitina

I&

~

(qui tina)

~ Camarón sin

j

8019 i 8019 2429 144.69 1199. I 5 0 9

i

14.85 ~ 6 2 4

,

I

_____~._..

fermentar

fermentar

Camarón ferm. 1% 1849 1559 1239. 429 159. 22.a 815

bdías/l07~z./ 5% ináwlo

Camarón 2009 2009 108g 37.7 31.82 11.459. 15.91 5.72

fermentado c / ~ c a r . 2 1 días

Camarón sin 2909 2% 1089

.

50.839 269 8.96 ! O

I

Como se observa en la tabla no. 1 los rendimientos de obtención

de

quitina fueron menores en las muestras de camarón no fermentado ya que por ejemplo de

8019 de camarón sin fermentar (ver tabla no. 1) se tiene un 14.85% a diferencia de la muestra de camarón fermentado en el cual el rendimiento es mayor (de un peso inicial de

2009

se obtiene un rendimiento de 15.91%). Esta diferencias se deben a que la quitina de residuos sujetos a uno fermentación es más fácil de separar de las proteínas con un tratamiento ácido/álcali que aquella que proviene

del desecho sin fermentar, ya que gran parte de la proteína y el calcio se remueven en el proceso fermentativo (Hall y de Silva 1992),

lo

cual repercute en el peso de

las muestras obtenidas después de cada etapa del proceso y consecuentemente en el rendimiento. Una diferencia que pudo observarse es que la quitina proveniente del camarón fermentado presenta un color más blanco que la quitina obtenida de camarón sin fermentar.

Cabe mencionar que la extracción de pigmentos con aceite presenta problemas en la diminación de aceite, ya que este reactivo eleva casi el doble al

peso inicial

de

la muestra y por tanto se aumentaría el uso

de

los reactivos posteriores

(HCI,

NaOH, hipoclorito). Por lo que pa^ disminuir el peso de la

muestra con aceite se hace un lavado con alcohol etílico y además se toma el peso inicial de la muestra para utilizar el siguiente reactivo (como se observa en la tabla no.1 ). La ventaja que presenta la extracción de pigmentos con aceite es que resulta más económico t r a b q a r con este reactivo.

En la obtención del quitoscino en la tabla no. 1 tanto la muestra de desecho de camarón fermentado como la de camarón sin fermentar ambas

se

sometieron a las mismas condiciones es decir se les colocó como reactivo NaOH a1 50%

y

se mantuvieron a 121 O C durante una hora con treinta minutos; Observándose un

mayor rendimiento en las muestras de camarón fermentado que no fermentado debido a la remoción de proteína en el proceso fermentativo (Hall y Silva 1992) Se ha sugerido lo desacetilación del producto por arriba del 70% dentro de la primera hora del tratamiento del 50% de una solución de NaOH a

100°C

, pero después de este tiempo el progreso es gradual.(Simpson e t a1.,1994)

Tabla no. 2 Obtención de quitim con solventes

[MUESTRA

¡

Peso

1

Peso &SP&

1

_{Peso después}

I

Peso

1

_Peso

I %

inicial

1

despigkt. desminml. despuis después Rendimiento

desprotein. _blanqueado

[Camarón sin 2009 118.39 56.6 42.539 309 15'

fermntar

Camarón 2009 _{1069. 97.329 67.389 53.889 26.94'}

fermentado

j

Como se observa en

la

tabla na 2 la extMcci6n de pigmentos con solventes se tiene también que el rendimiento es mayar (26.94%) a partir de la muestra de camarón fermentado que de la muestra de camarón sin fermentar

(15%).

ya que como se mencionó anteriormente se elimina parte

de

proteínas y minerales en el proceso ferrnentativo afectando a d el peso

de

las muestras

después de

los

tratamientos de desmineralización y desproteinización.

Una ventaja que presenta la extracción

dc

quitim con solventes

es

que el tratamiento dum menas tiempo que la extracción con aceite pero

los

reactivos son relativamente costas comparadas con

el

aceite.

J

c

r"

. ? -

t

F

I-

r"

1-

13

CSF. CAMARON S I N FERMENTAR

En la tabla no. 4 se hace UM comparación de

los

sistemas utilizados:

extracción de pigmentos con aceite, así como de la extracción

de

pigmentos con solventes tanto en camarón fermentado, como sin fermentar. &ma se puede observar los mejores rendimientos se obtienen en las muestras provenientes

de

camarón fermentado (15.91% y 24.94%) debido a razones antes mencionadas; aunado también que su forma de extracción de pigmentos haya sido con solventes

(26.94%)

Con lo que respecta a la apariencia que presenta la quitina extraída con aceite, ésta tuvo un color amarillento, que a diferencia de la quitina extraída con solventes la cual presentó un color blanco, ya que en estado puro la quitina es un material blanco.

Los

rendimientos obtenidos en ambos sistemas están muy próximos a los reportado por Shahidi (1991) para camarón que es de 17-32% en base seca.

1.4

!

DETERMINACION DE PROTEINA

Para la determinación de proteína se realizó en camarón fermentado con 6

días de fermentación, 10% de sac3rosa,

5%

de inóculo, la cual se hizó una despigmentación con solventes, se desmineralizó, se desproteinizó pero con una concentracián de 0.4M y no con 1M ya que en el proceso subsecuente a la fermentación para la quitina con tratamientos ócido/álcali pueden ser llevados a cabo utilizando volúmenes y concentraciones

más

bajas que por

los

métodos químicos tradicionales(Hall y de Silva 1992): así también no se le' realizó el tratamiento con cloro. En tabla no. 5 se muestra los pesos de las muestras.

Tabla no.5.

Muestra wdespdep igmet W dep deminer. W desp. besprat. X Rendimiento

A: Camarón _{889 30.459 11.019 12.51}

- fermentado

8: Camarón 1209 40.129 16.90 14.08

fermentado

En

la muestra A se determinó proteína después,

de

los tratamientos de desmineralizado y desproteinizado,

los

resultados se muestran em

las

tablas no

6

y no.7

desmineralilación

Tabla no.7. Muestra A: Determinación de proteína después de desproteinimci6n

Ilillucftrci

I

mt

IW

de la

1%

de N

1

gastados r n m

Muestra 1 4.4 0.1008 5.83

Muestra 2

4.4

0.1005 5.85

Muestra 3

4.3

O.lOQ? 5.73

Blanco 0.2

Promedio 5.80

c

I

ic

c:

En la muestra B se realizó determinación de proteína después del desproteinizado,

10s resultados se muestran en

la

tabla no.8.

Pam

el caso de la muestra 6 no daterminó proteína después del tmtamiento de desmineralización, ya que como se observó en la muestro A la diferencia en el resultado de por ciento

de

nitrógeno despuis de cada tratamiento es mínimo

Tabla no. 8 Mwstm

B:

Determinación de proteína &sp& de la desproteinización (NOOH 0.4M)

]Muestra mL IW de lo I%&N

;gastados I /muestra

muestra 1

1

4.51 0.10091 5.97

I

muestro 2 0.1009

Promedio 5.83

Comparando los valores de nitrógeno obtenidos de cada muestm(5.8-

6.07%),

con los reportados en la bibliografía

(6.29%)

por Shahidi

(1991)

para camarón, utilizando el método de Kjeldahl AOAC

(1980)

están

muy próximos, ésta

diferencia pudo deberse a errores en durante la destilación

de

la

muestra es decir posiblemente no se haya recolectado correctamente la muestra en ácido boric0 al principio de la destilación. Cabe mencionar que

por

el

método de Kjeldahl se determina el nitrógeno total es decir, tanto el nitrógeno orgánico como nitrógeno no proteico (Parson

O.. 1981).

CONCLUSIONES :

Como se mostró en

10s

resultados de este trabajo, las muestras de desechos camarón que tuvieron una previa fermentación presentarón un mayor rendimiento de obtención de quitina y quitosano, en comparación con el camarón fresco

También se pudo observar que los desechos de camarón proveniente de una fermentación puede omitirse los, tratamientos de desmineralización y desproteiniración, ya que una desventaja de este método es que es drástico, diminuyendo así la calidad de la quitina

En la determinación de proteína puede determinarse después del tratamiento álcali usando una concentración

más

baja de e*e reactivo.

Con respecto a la apariencia de las quitinas obtenidas a través de extracción de solventes tuvieron una mejor apariencia: es decir presentaron un color blanco, que a diferencia de

las

quitinas tratados con aceite presentaron un color amarillento: pero una ventaja de la extracción de pigmentos con aceite es que resulta más económico este reactivo.

CRITERIOS SE EVALUACION

Revisión Bibliográfica

Cumplimiento de los objetivos y metas planteados en el anteproyecto

RECOMENDACIONES :

Se recomienda disminuir el tamaño de partícula de las muestras antes de empezar con las extracciones para facilitar su incineración, así como facilitar la transferencia de masa durante el USO de reactivos.

Se debe ser cuidadoso durante la preparación de r a d i v o s , así como durante su USO, sobretodo con de alta concentración de álcali.

Después de cada etapa de extracción para obtener la quitim, se recomienda dejar reposar la muestra unos diez minutos, para tener un precipitado y facilitar la eliminación del reactivo en uso.

Para mejorar la apariencia de la quitina cuanda a ésta se obtiene por despigmentación con aceite, se recomienda dejar reposar la muestra en alcohol para eliminar el aceite.

En la determinación de

proteína

durante la etapa

de

destiloción se debe tener mucho cuidado al adicionar el NaOH, debe hacerse poco a poco, ya que la reacción es muy violenta.

La temperatura de la destilación debe ser baja y debe usarse guantes y gafas.

' I

,

L..

L.

n

L

I

1

L

r

BALANCES

DE

MASA

Y

MEMORIAS

DE

CALCULO

BIBUOGRAFIA

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--

-

FIGURA NO. 4. BALANCE DE MASA DE iA TABLA No 9

'ri

Qi ( Q de aceite)

I

+

. ~ . .

... . . _.. . ...

2.

.

, :

. .

. _. , .

, _. . . _.

SECADO

-

Qs(dececho)=?

a,(w después del

I

desminaralzado)

I

Qs(ml de HCI)

-

DESMMRAUZADO

SECADO

-

Qddesecho) = ?

I

Q,pV después del desmineralido)

Q a (mi de NaOH)

-

Do

4

I.

. . . + . . , .

, .

SEC*DO -(&,(desecho) = ?

, .

. .

Q7 (W después del desproteinizado)

BLANQUEADO

a i r ( _ml de C12) __I

SECADO Qiz(desWh0) =?

I

i

QfO

OI

O

r=

8

m

Y

e

i

.'I

ii FIGURA No. 5 BALANCE DE MASA DE LA TABLA No. 10

Qz Q3

(cloroformo) (agua desionizada)

4--- Q 4 (metanol)

DESPI6MENTADO

(w inicial)Ql

-

4-~Qtr (desecho)=?

SECADO

1

Ql(w despub del despigmentado)

I

MSMINmALfZADO

Q7(ml de HCI)

I

&(w después dei desminefalcado)

"

I

: . . . ..

SECADO

-Qls(desecho) = ?

I

Qlo (w después del desprotetnlzadoi

,'.l .

~$,:;..

..,... ., ,,, . .

Q13 ( ml de CIZ)

-

BLANQUEADO

Q 1 4

4

...

,

_-

I

....

L

w

I n .

k

8 ,

I

m

I1

v)

k

+

:

--I

_-

FIGURA 6. BALANCE DE MASA DE LA TABLA No. 11

Q2 Q3

(cloroformo) (agua decionizada)

. , ,

l.,

,y,.* %&+

:.. ~j-L,-*.% . . s . ,.

(Víiniciai)Cio

*

DESPI6MENTADO

-

Q4 (metand) = ?

SECADO

+

Qddesecho)=?

I

QN

despub del despigmentado)

Qddesecho)=?

Qa(w después del blanqueo)

1,

QUlilNA