Desarrollo de un nuevo método de obtención de quitosano a partir del exoesqueleto de cangrejos mediante radiación de microondas

Development of New Method to Obtain Chitosan from the Exoskeleton of Crabs Using Microwave Radiation

En este trabajo, se obtuvo quitosano a partir del exoesqueleto de cangrejo-uçá (Ucides cordatus cordatus), cuya conversión en quitosano se realizó con dos técnicas, a saber, calentamiento convencional y mediante radiación de microondas. El producto obtenido por radiación (QP) y proceso convencional (QV) fueron caracterizados y comparados con una muestra comercial de quitosano (QC) en lo que respecta al grado de desacetilación (GD), masa molar media de viscosidad (Mz) y propiedades relacionadas. QP presentó mayor GD que las muestras QV y QC, con valores de 77%, 65% y 71%, respectivamente. La prueba de solubilidad mostró que QP se disolvía más fácilmente en ácido acético diluido que QC, mientras que QV no se disolvía en solución acuosa ácida debido a la baja GD. QP también mostró una Mz mayor que QC, con valores de 412,600 g/mol y 336,100 g/mol, respectivamente. 

Estas propiedades coinciden con las descritas en la bibliografía. Por lo tanto, la síntesis de quitosano a partir de quitina utilizando la reacción de microondas demostró ser exitosa, ya que es más fácil, más rápida y menos costosa debido a la optimización de tiempo y energía en comparación con el proceso convencional. La muestra de quitosano obtenida presentaba incluso mejores propiedades que una muestra comercial. Además, este proceso puede ajustarse para su producción a escala industrial.

INTRODUCCIÓN

Los polisacáridos han sido objeto de amplios estudios en los últimos años debido a sus características de biocompatibilidad, biodegradabilidad y atoxicidad. El quitosano es un derivado funcional obtenido por desacetilación de la quitina, que se encuentra abundantemente en el exoesqueleto de crustáceos como las gambas y los cangrejos. Está compuesto por unidades de 2-amino-2-deoxi-D-glucopiranosa y 2-acetamido-2-deoxi-D-glucopiranosa, y su composición varía según el grado de acetilación y la masa molar aparente.

Las propiedades del quitosano dependen principalmente de su masa molar aparente y del grado de desacetilación, ya que estos parámetros son fundamentales para definir su solubilidad en medios acuosos. A diferencia de la quitina, que es inerte e insoluble, el quitosano es reactivo y soluble en ácidos débiles, pudiendo comportarse como un polielectrolito catiónico. En medio ácido, el quitosano presenta numerosos grupos amino protonados (-NH3+) en su cadena polimérica, lo que genera repulsión electrostática entre las cadenas y una mayor solvatación en agua, aumentando así su solubilidad. Los caparazones de cangrejo son una fuente rica en quitina. En Brasil, las áreas principales de producción de este crustáceo se encuentran en las regiones Norte y Nordeste, que representan el 70% de la producción nacional.