8

UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA

SISTEMA DE NIVELACIÓN Y ADMISION FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD

AREA DE SALUD

TITULO DE PROYECTO:

PROCESO DE EXTRACCION DE LA PROTEINA QUITINA DE

CAMARÓN

CURSO:

AREA DE SALUD PARALELO A V01

AUTORA:

SEVERINO RAMOS PAMELA VANESSA

NOMBRE DE TUTOR

BIOQ. CARLOS GARCÍA MsC.

MACHALA - ECUADOR

JULIO DEL 2013

9

DATOS PERSONALES

NOMBRES: PAMELA VANESSA

APELLIDOS: SEVERINO RAMOS

FECHA DE NACIMIENTO: 17 DE JULIO DE 1994

TIPO DE SANGRE: 0+ POSITIVO

ESTADO CIVIL: SOLTERA

NACIONALIDAD: ECUATORIANA

EDAD: 22 AÑOS

DIRECCION DOMICILIARIA: Hernán Bravo entre Zoila Arauz y Manuel Pesantes

TELEFONO: 0996821769

EMAIL: pamelaseverino16@hotmail.com

GMAIL: pamelaseverino1991@gmail.com

DATOS ACADEMICOS:

PRIMARIOS:

Escuela Fisco misional ―Santa Teresita‖

SECUNDARIOS:

Unidad Educativa Particular ―La Inmaculada‖

TITULO:

Bachiller en Ciencias (Químico - Biológicas)

Auxiliar de Enfermería

10

AUTOBIOGRAFIA

Mi nombre es Pamela Severino

tengo 22 años de edad nací en la

Ciudad de Machala y vivo en

Santa Rosa, vivo con mis padres,

mis hermanas y mi hijo.

Mi familia ha influenciado

bastante en mi desarrollo personal

por haberme inculcado grandes

valores que os puedo emplear a lo largo de mi vida como humildad, el

amor, el esfuerzo y la perseverancia los cuales me han ayudado a

enfrentar los obstáculos que se atraviesan en mi vida y poder superarlos.

Mi madre ha sido un pilar muy fundamental en mi vida ya que gracias a ella

e podido lograr los objetivos propuestos para mi vida.

Mi mayor logro es ser como soy hasta ahora según cómo está la sociedad

es difícil mantenerse haciendo las cosas correctas sin ser catalogado como

diferente o en muchos casos hasta anormal, y mi fracaso fue pensar en

algún momento de mi vida que yo estaba mal.

Le doy gracias a Dios por haberme dado tan hermosa familia y aun

tenerlos a todos con vida junto a mi, para asi crecer como familia y

personas y para que mis padres estén aquí para verme superar.

11

P R Ó L O G O

La asignatura de biología es muy interesante y muy importante de la que, la mayoría de

las personas debería tener conocimiento sobre esta materia, ya que estudia nuestra y

nuestro entorno y nos ayudo a darnos cuenta sobre lo que estamos haciendo mal y lo

que podemos hacer para mejorar nuestra vida y la de los animales que nos rodean.

Cada uno de nosotros debe conocer acerca de lo que nos rodea para así poder

enriquecer nuestros conocimientos, para poder realizar las cosas pensando antes de

actuar.

Es de suma importancia saber que es la Biología para así poder llegar a ser mejores

profesionales y ser mejores personas en nuestra vida cotidiana.

12

INTRODUCCION

La quitina es un polímero natural que se clasifica dentro del tipo polisacárido,

considerado a menudo como un derivado de la celulosa por sus características, pero

con ciertas diferencias en su estructura molecular. La quitina es blanca, dura, inelástica

y es la mayor fuente de contaminación superficial de las áreas cercanas al mar. El

quitosano es el derivado de la quitina, éste es un polímero con propiedades tales como

biocompatibilidad, biodegradabilidad, toxicidad nula, etc.

Estos productos bioquímicos se pueden obtener a partir del tratamiento químico de

exoesqueletos de crustáceos entre ellos el camarón (también se encuentra en insectos,

moluscos y hongos). El quitosano se obtiene por modificación química de la quitina, la

cual es tratada con una solución alcalina concentrada y caliente, el polímero que se

obtiene posee ciertas características químicas y físicas de gran interés industrial.

La quitina es fácil de obtener del exoesqueleto de camarones o cangrejos, para ello se

requiere un tratamiento químico con el fin de remover los pigmentos, las sales tales

como el carbonato de calcio y las proteínas que se encuentran asociadas con ella. La

obtención de quitosano se realiza por medio de un tratamiento con álcali concentrado y

caliente, con el fin de retirar la mayor cantidad de unidades acetilo de la estructura del

polímero.

La producción industrial de quitina y quitosano se realiza por lo general a partir de

exoesqueletos de cangrejo y camarón, desechados de las industrias pesqueras. En

este proyecto se presenta mayor información acerca de la quitina y su derivado como

es el quitosano.

13

A G R A D E C I M I E N T O

Mi mayor agradecimiento a Dios y a mis padres por darme la oportunidad de poder

superarme, ya que gracias a ellos puedo seguir adelante con mi proyecto de vida, ellos

me han brindado el apoyo incondicional en todo momento ya sea en situaciones buenas

o malas en mi vida.

Quiero agradecer también a nuestro profesor el Bioquímico Carlos García MsC. por

habernos impartido sus conocimientos para poder ser mejores personas y enriquecer

nuestros conocimientos.

14

D E D I C A T O R I A

Mi siguiente proyecto de aula ha sido realizado, mostrando todos los conocimientos

adquiridos a la largo de este preuniversitario, que me ha ayudado a obtener mayores

conocimientos para poder llegar a ser una mejor persona y poder ser un excelente

profesional a futuro, que es el objetivo que quiero alcanzar con gran entusiasmo, así

tenga que vencer muchos obstáculos, se que con perseverancia y esfuerzo lo

alcanzaré.

Pamela Vanessa

15

INDICE

DATOS PERSONALES…………………………………………………………………………II

AUTOBIOGRAFIA………………………………………………………………………...…….III

PROLOGO……………………………………………………………………………………....IV

INRODUCCION…………………………………………………………………………..……..V

AGRADECIMIENTO…………………………………………………………………………. VI

DEDICATORIA……………………………………………………………………………..….VII

JUSTIFICACION…………………………………………………………………………..…….8

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA……………………………………………………..….9

OBJETIVOS…………………………………………………………………………………….10

MARCO TEORICO……………………………………………………….……………………11

INFORMACION DE LA QUITINA……………………………………………………... 11 - 14

PROCEDIMIENTO DE LA EXTRACCION DE LA QUITINA……………………..... 13 – 18

CRONOGRAMA DEL TRABAJO………………………………………………………….....19

PROPUESTA DEL PROYECTO……………………………………………….…………….20

CONCLUSIONES………………………………………………………………………………21

RECOMENDACIONES………………………………………………………………...……...22

FUENTES ELECTRONICAS………………………………………………………………….23

ANEXOS……………………………………………………………………………………… 24

16

JUSTIFICACION

Esta investigación se justifica, ya que se quiere dar a conocer acerca de este gran

polímero como es la proteína que se encuentra en la cáscara de camarón.

Cabe destacar que ésta proteína es una de las más grandes e importante siguiéndole a

la glucosa.

Así que hemos investigado más a fondo sobre los puntos o características más

sobresalientes de la Quitina y cómo poder extraerla del exoesqueleto del camarón.

17

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A medida que hemos seguido con la investigación hemos llegado a la conclusión de

que la mayoría de la población ecuatoriana desconoce que la existencia e importancia

de ésta proteína.

Con esta investigación queremos incentivar a los próximos estudiantes del Curso de

Nivelación a que investiguen un poco más acerca de la quitina.

En conclusión, con esta investigación queremos impartir más información sobre la

quitina, su derivado como lo es el quitosano y sus principales características, que

puedan conocer sobre cómo extraerla de la cáscara de camarón para poder emplearla

en algunos productos.

18

O B J E T I V OS

GENERALES:

realizar un estudio para determinar la posibilidad técnica y económica de obtener

quitina y quitosano a partir del exoesqueleto de camarón.

Obtener mayor conocimiento acerca de la importancia de la quitina y su empleo

en algunos productos.

Para dar a conocer acerca de la gran importancia de la proteína quitina.

ESPECÍFICOS:

investigar acerca un proceso para la obtención de quitina y quitosano a partir de

la cáscara de camarón.

Dar a conocer mayor información acerca de la importancia de esta proteína en

nuestros alimentos.

19

MARCO TEÓRICO

LA QUITINA Y SU DERIVADO LA QUITOSINA

La quitina es un polisacárido que se encuentra ampliamente distribuido en la

naturaleza, constituyendo el segundo polímero más abundante después de la celulosa.

Está constituida por moléculas de N-acetil-D-glucosamina, con enlaces (3 (1—>4) y

forma parte del caparazón de crustáceos, moluscos, insectos y otros seres vivos,

defendiéndolos del contacto con el medio extemo.

Fue encontrada por primera vez en setas en 1811 por el profesor Henri Braconnot

en Francia. En 1830, fue aislada en insectos y nombrada quitina; y en1859, el profesor

C. Rouget descubrió su principal derivado la quitosana, al cual le dio el nombre de

quitina modificada.

Las dos formas principales conocidas por la quitina en la naturaleza, son la a y la p

quitina. La a-quitina es la más estable y se encuentra en el exoesqueleto de artrópodos

y hongos. Mientras que, la (3-quitina se encontró en plumas de calamar y en el

espinazo de ciertos diatomeos. Un tercer alomorfismo menos común, considerado como

y-quitina, se ha sugerido también que se encuentra en la naturaleza, pero su existencia

ha quedado en controversia.

Debido al alto grado de cristalinización, la quitina es insoluble en solventes acuosos y

en muchos solventes sin ninguna degradación apreciable e incluso en

los sistemas típicos que disuelven la celulosa, a pesar de las semejanzas estructurales

entre ellas. Esto limitó el uso directo de la quitina en alimentos como un hidrocoloide

funcional.

Este compuesto natural ha despertado un gran interés en los investigadores debido a

que anualmente se obtienen en el mundo grandes volúmenes (120000 toneladas) de

20

quitina de los residuos de mariscos (que tienen de un 14-35% de quitina asociado con

proteínas) y además por el problema medioambiental dado por su lenta degradación. El

resultado de estas investigaciones ha sido satisfactorio por el aprovechamiento de la

quitina y la quitosana en la aplicación de las industrias farmacéutica, alimenticia,

cosmética, entre otras.

Tratamiento de aguas y efluentes industriales Remoción de iones metálicos y

pesticidas: remoción de fenoles, radioisótopos, PCBs y Colorantes, recuperación de

materiales sólidos de la industria alimenticia (proteínas, polisacáridos, etc).

Fabricación de papel Tratamiento de superficies, papel fotográfico

Medicina Gasas, algodón, contenedor artificial de sangre, control de colesterol,

inhibidor tumoral, membranas, inhibición de placas dentarias, cicatrización de

heridas, piel artificial, tratamientos de enfermedades óseas, lentes de contacto,

membranas de diálisis, bolsas de sangre, anticoagulante.

Cosmética Maquillaje, esmalte de uñas, loción de baño, cremas, dentífrico.

Biotecnología Inmovilización de enzimas y células, separación de proteínas,

cromatografía, recuperación celular.

Agricultura Recubrimientos de semillas y frutas (film), fertilizante, funguicida,

antivirósico.

Alimenticia Remoción de colorantes, conservantes, estabilizante de color, exaltador

del sabor natural, preservante, antioxidante, emulsionante, aditivo de alimentos para

animales.

Teniendo en cuenta las aplicaciones mencionadas se deduce la vital importancia de la

obtención de estos biopolímeros para su explotación industrial.

Si los caparazones de camarones y langostinos se aprovecharan íntegramente, se

podrían captar nuevos ingresos a beneficio de nuestro país,

La quitosana es el derivado principal de la quitina, que puede ser obtenido mediante un

proceso químico sencillo de desacetilación. Bajo este término se agrupa una familia de

21

copolímeros con diferencias en el número de unidades desacetiladas y en el peso

molecular

La quitosana, (1—>4)-2-amino-2-deoxy-p-D-glucano, está formada por unidades de D-

glucosamina, algunas de las cuales se encuentran acetiladas, y unidas todas entre sí

por enlaces (3 (1-4) glicosídicos.

La estructura molecular del polímero posee excelentes propiedades mecánicas que

permiten la formación de fibras y películas biodegradables. Entre sus derivados se

encuentra el Quitosano, la Astaxantina, las Proteínas, los Pigmentos y el Calcio.

El primero de ellos es el principal y se obtiene a través de la desacetilación enzimática.

Ambos polímeros, la Quitina y el Quitosano Son recursos renovables, y tienen la ventaja

de no ser agentes contaminantes ni para el organismo que los utiliza, ni para el medio

ambiente que los recibe.

Las propiedades de la Quitina y el Quitosano, como el peso molecular y el grado de

desacetilación, dependen principalmente de la fuente de obtención y de su método de

producción. Asimismo, su contenido de humedad y de nitrógeno permitirá establecer

sus grados de calidad.

EL QUITOSAN (QUITOSANA O CHITOSAN)

USOS

El quitosano se emplea principalmente como una ayuda en el crecimiento de las

plantas, debido a sus propiedades como sustancia que permite promover la defensa de

las plantas contra infecciones provocadas por hongos.

Su uso ha sido aprobado por muchos cultivadores de plantas de interior y exterior. El

principio activo se ha encontrado en los caparazones de los crustáceos, tales como

langostas, cangrejos y gambas, así como en otros organismos con exoesqueleto.

Dado su bajo índice de toxicidad y su abundancia en el medio ambiente, no es de

esperar que dañe al organismo ni a los animales de compañía, siempre que se emplee

22

de acuerdo con las indicaciones establecidas. El quitosano ha sido utilizado para la

coagulación de caseínas de leche y producción de quesos de bajo contenido calórico

El quitosano se emplea en la filtración y depurado de aguas, allí donde es necesario

remover partículas en suspensión de un líquido; en combinación con

la bentonita, gelatina, gel de sílice, el isinglass, la cola de pescado u otros agentes

ligantes se emplea en la clarificación del vino y de la cerveza.

Añadido tras el proceso de vertido, mejora la floculación y arrastra las células de

levadura, partículas procedentes de las frutas y otros detritus que disminuyen la calidad

del vino. Puede combinarse con sílice coloidal para el tratamiento y floculación de vinos

blancos debido a que no requiere de taninos ácidos (encontrados principalmente en los

vinos tintos)

EL CHITOSAN Y SU INFLUENCIA EN EL ORGANISMO

Aparte de lo visto anteriormente, el chitosán o quitosano, al ser utilizado como

suplemento en las comidas, puede brindarle al organismo beneficios como:

1. La disminución del colesterol en la sangre.

2. Sirve para tratar la anemia.

3. Fortalece el sistema inmunológico.

El chitosán es utilizado como compuesto en muchos productos para perder peso,

aunque su efectividad en este tema está aún en entredicho. Algunos expertos aseguran

que este producto no está exento de efectos secundarios 7 como estreñimiento,

flatulencia, náuseas o ardor de estómago.

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO FINAL

El producto final que se desea obtener es una gelatina orgánica y un ungüento los

cuales son hechos a partir de quitosán. Tanto el gel como el ungüento deben ser

completamente biodegradables y en lo absoluto tóxicos, de tal manera que puedan

actuar sin que el cuerpo lo rechace. El ungüento tiene la función de cicatrizante, es de

23

textura sólida pero permite ser absorbido por la piel para ser untado en el área

afectada.

El gel cumple con la función de estimular la cicatrización, y como analgésico para la piel

quemada, es de textura gelatinosa que se aplica directamente en el área afectada.

ETAPAS DEL PROCESO DE FABRICACIÓN

PROCESO DE ELABORACIÓN

Lavado:

Se eliminarán cualquier residuo e impurezas que

pueda contener el exoesqueleto de camarón.

Secado:

Se dispondrá del exoesqueleto de camarón para ser secada, para que su consistencia

tenga la apariencia de polvo fino y no de masa.

24

Tamizado.

Luego de secado se molerá el exoesqueleto de camarón para volverla un polvo.

Despigmentación:

Se utiliza xileno con el objetivo de decolorar el

exoesqueleto de camarón, cuyo color original

es rosa pálido.

Decantado y secado:

Posteriormente se procede a decantar

el producto y después se deja secar a

50ºC.

25

Desproteinización:

Se trata el producto utilizando NaOH 6 M durante

3 horas de agitación constante a 65ºC. Se

obtiene una masa desproteínizada y la proteína,

cuyo aspecto es gelatinoso y espumante como se

puede apreciar en la siguiente imagen.

Descalcificación:

El producto obtenido anteriormente se

trata con HCl 6 M a temperatura

ambiente en un matraz con agitación

constante.

Filtrado y purificado:

Se filtra una vez más y se realizan lavados

con agua destilada caliente para eliminar el

exceso de base. Este producto final es la

quitina.

26

Desacetilización:

Es el proceso por el cual la quitina es

convertida en quitosan, consiste en

elimina las unidades acetilo de la

quitina. Para ello se emplea el

hidróxido de sodio al 70% a 105ºC y

después se purifica filtrando y lavando

con agua destilada. El producto Y

obtenido es el quitosan.

Polimerización:

Se le agrega ácido láctico al quitosán

para poder obtener el hidrogel y el

ungüento.

Centrifugado:

Se centrifuga la solución obtenida para

poder obtener el material para el gel y el

ungüento.

Mezcla y moldeo:

Se preparará la mezcla que luego será

colocada en un recipiente cuadrado.

27

CRONOGRAMA DE TRABAJO

CRONOGRAMA DE PROYECTO DE AULA DE BIOLOGIA

TEMA: la quitina

Tarea de Investigación V S D L M M J V

INVESTIGACION X X X X X X X

EXPOSICION X

28

PROPUESTA

Mi propuesta en este trabajo sería la de brindar los conocimientos necesarios a

personas, estudiantes sobre este importante polisacárido ya que es una parte muy

indispensable en nuestro organismo y nuestras vidas diarias, podemos hacer un uso

extraordinario de las cáscaras de camarón, que es donde más encontramos esta

proteína.

Para ello se a elaborado este trabajo, con las características esenciales y propiedades

de la quitina.

29

CONCLUSIONES

Mi conclusión es que existe la posibilidad de crear injertos de malla de quitosano

obtenido del exoesqueleto de camarón, para el tratamiento de heridas, quemaduras y

úlceras, tal que las características de este biopolímero encajan perfectamente con

aquellas cualidades necesarias para este tipo de injertos.

El proceso de obtención y producción requiere ciertos cuidados que tienden a ser muy

meticulosos para la obtención de un producto útil y la extracción del producto que no se

utilizará.

30

RECOMENDACIONES

La producción de este tipo de polisacárido, es sin duda un proceso muy complicado y

que requiere de mucho cuidado en el manejo del material entre procesos, para que este

no se contamine y poder obtener el producto deseado.

Una producción más seria de la quitina o su derivado en este caso el quitosan debe

requerir equipo más especializado y posiblemente una mejora en el proceso químico

que se plantea en este trabajo, ya que así podríamos reducir el hecho de la perdida de

este material indispensable y nos ahorraríamos tiempo.

Se recomienda investigar y nutrirse de conocimientos sobre esta proteína ya que es de

mucha utilidad y muy beneficiosa para nuestra salud.

Debemos tener en cuenta también las precauciones necesarias al realizar este tipo de

investigaciones, ya que se trabaja con algunos químicos, y el mal uso de alguno de

éstos podría ocasionar algún accidente.

31

FUENTES ELECTRÓNICAS

Viernes 19 - 22 de julio del 2013

http://www.ecured.cu/index.php/Celulosa

Martes 23 de julio del 2013

http://www.boletinagrario.com/ap-6,quitina,659.html

Miércoles 24 de julio del 2013

http://etimologias.dechile.net/?quitina

Jueves 25 de julio del 2013

http://indufrisa.com.ec/

32