TRABAJOS ORIGINALES

Estudio viscosimétrico de la degradación enzimática de quitosano

Viscosimetric study of the enzymatic depolymerization of chitosan

Cristóbal Lárez Velásquez¹; Dimas Medina¹; Enrique Millán Barrios²

1 Grupo de Polímeros, Departamento de Química. Facultad de Ciencias, Universidad de Los Andes, Mérida 5101. Venezuela
2 Departamento de Química, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.
E-mail: clarez@ula.ve

RESUMEN

Se estudió la despolimerización enzimática de quitosano (grado de acetilación y masa molar promedio viscoso (M_v) de 0,85 y 310 kDa, respectivamente), usando bromelina comercial. La disminución del grado de polimerización promedio viscoso (X_V) fue seguida en una solución reguladora de ácido acético (0,3M)/acetato de sodio (0,2 M) a 25 ºC. Bajo estas condiciones experimentales es posible correlacionar la viscosidad intrínseca [η] instantánea con M_v a través de la ecuación de Mark-Houwink-Saturada. La ecuación de Sano, la cual permite obtener valores de viscosidad intrínseca con una sola medida de la viscosidad relativa y/o de la viscosidad específica, fue usada para obtener valores instantáneos de [η], los cuales también fueron obtenidos con propósitos comparativos mediante un proceso iterativo utilizando la ecuación de Huggins. La velocidad inicial de despolimerización (v_o) fue obtenida a partir de soluciones con diferentes concentraciones de quitosano y una concentración fija de bromelina. La constante de Michaelis-Menten (k_M) y la máxima velocidad (V_m) se obtuvieron usando la representación de Lineweaver-Burk de la ecuación de Michaelis-Menten para cada conjunto de valores de [η] calculados empleando los procedimientos mencionados. Los mejores parámetros cinéticos para la despolimerización del quitosano (k_M = 3,92x10^-7 mol.dL^-1; V_m = 9,09x10^-8 mol.dL^-1.s^-1) se obtuvieron usando la ecuación de Sano.

Palabras clave: bromelina; estudios de degradacion; quitosano; despolimerización; despolimerización enzimática.

ABSTRACT

Enzymatic depolymerization of chitosan (acetylation degree and average viscosimetric molecular weight (M_v) of 0,85 and 310 kDa, respectively) was studied using commercial bromelain. Decrease of the average viscosimetric polymerization degree (X_V) was followed in a buffer solution of acetic acid (0,3 M)/sodium acetate (0,2 M) at 25 ºC. Under these experimental conditions it is possible to relate the instantaneous intrinsic viscosity [η] with M_v through the Mark-Houwink-Sakurada equation. Equations of Sano, which allow to compute values of intrinsic viscosity with a single measurement of relative and/or specific viscosity, was employed to obtain instantaneous values of [η], which were also obtained for comparative purpose through an iterative process using Huggins equation. Initial velocity of depolymerization (v_o) was obtained from different concentration of chitosan solutions and a fixed bromelain concentration. Michaelis-Menten constant (k_M) and maximum velocity (V_m) were obtained using the Lineweaver-Burk representation of the Michaelis-Menten equation for each set of [η] calculated employing the procedures mentioned. Best kinetics parameters for chitosan depolymerization (k_M = 3,92x10^-7 mol.dL^-1; V_m = 9,09x10^-8 mol.dL^-1.s^-1) were obtained when Sano`s equation was employed to calculate [η] values.

Key words: bromelain; degradation studies; chitosan depolymerization; enzymatic depolymerization.

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