OBTENCION Y EVALUACION DEL COLAGENO A PARTIR DE PATAS DE ANIMALES

1. OBJETIVOS:

Obtener colageno a partir de patitas de res y pollo. Determinar los parámetros más importantes del proceso de obtención

colageno tipo I . Evaluar físico química y sensorialmente el producto final.

2. FUNDAMENTO TEORICO : La fuente industrial de colágeno es generalmente las pieles y, a veces, los huesos de los diferentes animales. Estos productos se someten a cocción prolongada en agua hasta que el colágeno se va solubilizando y convirtiéndose en gelatina. A veces hay que acelerar el proceso acidificando o alcalinizando el agua.El colágeno, proteína constituyente de los tejidos conjuntivos, como la piel, los tendones y el hueso, es la proteína más abundante del organismo. Se caracteriza principalmente por su notable resistencia: una fibra de 1 mm de diámetro puede soportar una carga de 10 a 40 kg. El colágeno está constituido por un conjunto de tres cadenas polipeptídicas (1.000 aminoácidos por cadena), agrupadas en una estructura helicoidal.La glicina constituye la tercera parte de los aminoácidos de cada cadena, hecho único entre todas las proteínas del organismo. La repetición de 333 tripletes de forma Gli-X-Ypreside la estructura de cada una de las cadenas.En posición X se encuentra, en la Mayoria de los casos, la prolina: en posición Y, se encuentran la hidroxiprolina y la hidroxilisina, dos aminoácidos que no abundan en la constitución de las otras proteínas del organismoExisten como mínimo cuatro tipos de colágeno genéticamente distintos, en función de la estructura de las cadenas polipeptídicas o cadenas alfa (cuadro 1). La estructura helicoidal, responsable de la rigidez y la resistencia de las fibras, es específica de la molécula de colágeno.

BIOSINTESISUna vez que ha sido sintetizada, la molécula de colágeno presenta la particularidad de que experimenta una serie de modificaciones antes de llegar a su estructura definitiva.La lectura del ARN mensajero por los polirribosomas del retículo endoplasmático constituye la fase inicial de la biosíntesis (figura 4). A continuación, los polisomas se encargan de ensamblar los aminoácidos para formar las cadenas polipeptídicas.Estas cadenas polipeptídicas, precursoras de las cadenas alfa (cadenas proalfa), llevan en sus extremos secuencias suplementarias de aminoácidos. Las cadenas proalfa van a sufrir una hidroxilación en el seno del retículo endoplasmático, mediante la cual un centenar de grupos peptidilprolina se transforman en hidroxiprolina y una veintena de grupos peptidillisina se convierten en hidroxilisina. Acto seguido, se fijan en los grupos hidroxilisina moléculas de galactosa y glucosa, mientras que en los grupos terminales de las cadenas se fijan otros azúcares. Por último, se crean puentes disulfuro entre las

cadenas polipeptídicas, llegándose así a la formación de la molécula de procolágeno. La molécula de procolágeno transita por las vesículas de Golgi y pasa al medio extracelular, en el cual, bajo la acción de las proteasas, sufre una escisión de los grupos N-terminal y Cterminal.Después de esta escisión, las moléculas de colágeno se constituyen en fibras. Se piensa que los grupos terminales desempeñan un papel importante en la formación de la triple hélice. Lo más probable es que intervengan para evitar que la formación de las fibras

TIPOS DE COLAGENO

Los colágenos son las proteínas más abundantes en los mamíferos, y llegan a constituir

hasta una tercera parte del contenido proteico de un animal. En el cuerpo humano son

el principal constituyente de muchos tejidos, como la piel (74 %), los tendones y

ligamentos (90 %), la córnea (64 %), el cartílago (50 %), el hueso cortical (23 %), la

aorta (12-14 %), el pulmón (10 %) y el hígado (4 %). Son los principales elementos

estructurales de la matriz extracelular, proporcionando la ronna y dotando de fuerza y

flexibilidad a los tejidos.

También están relacionados con otros procesos: transmisión de fuerzas (tendones),

lubricación (cartílago), transmisión de luz (cristalino) o generación de barreras

(filtración o separación de tipos celulares). El tipo de colágeno presente en una matriz

extracelular condiciona sus propiedades físicas y biomecánicas. Los primeros colágenos

conocidos, mayoritarios en los tejidos, forman fibras; por ello, el término colágeno ha

sido sinónimo de proteína fibrosa. Este es el caso del colágeno de tipo I, que constituye

el 90 % del colágeno corporal.

Su estructura, una triple hélice rígida que se asocia formando fibras que pueden ser

visualizadas por microscopía electrónica, ha sido durante años el modelo de esta

molécula. Los tejidos que requieren soportar fuerzas mecánicas, como la piel, el

tendón y el hueso, son ricos en colágenos fibrilares y colágenos asociados a fibras. El

colágeno de tipo I, que proporciona elasticidad a la piel, es también crucial para la

interacción con los cristales de hidroxiapatito en la formación de la matriz ósea. Sin

embargo, las propiedades lubricantes del cartílago se deben a las fibras de colágeno de

tipo II, que forman un soporte básico al cual se anclan los proteoglicanos.

Resulta interesante señalar que la identificación de otros colágenos ha permitido

concluir que la formación de fibras es una característica de un número limitado de

ellos. Así, las redes de colágeno de tipo IV proporcionan estabilidad mecánica a los

basamentos membranosos.

3. MATERIALES Y METODOS:

MATERIALES:

Balanza analítica

Materiales de vidrio diversos: pipetas, probetas, vasos de precipitados

Olla grande

Estufa

pH-metro.

Termómetro.

Molino de martillos

Materia prima: huesos, patitas de res.

Reactivos: HCl diluido, NaOH 0.05 N

METODOS DE ANALISIS Y CONTROL

- caracterizacion fisica y quimica del colageno tipo I ( si es soluble o insoluble ) .

- La concentración de colágeno debe ser expresada en

masa / volumen o masa / masa. Ensayos Colorometricos o aminoácidos.

4. PROCEDIMIENTO

DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCION DE GELATINA A PARTIR DE HUESOS DE VACUNO

Materia Prima

Lavado

Cortado

Desengrasado

Pulverizado

Secado (estufa)T º :100 ºC

Ө: 1 hrH: 2%

Restos de carne y grasa

Bolsas de 200 g, 500 g

Tamaño: 40 – 50 mm

Água calienteTº = 80ºCt = 50 min

Tamaño: 5 – 10 mm

Tamizado

Desmineralizado con HCl de 3 días-4 semanas a

200C

Tratamiento acidoHCl pH 1,8

10 – 30 h x 20ºC

Lavado y neutralizado con base diluida

Extracción, T060-800C x 2 a 4 h. pH neutro

Filtración

Desionización

Concentración a vacío, 500C hasta 20% sólidos.

Secado, 500C

Triturado y envasado

Almacenado

Gelatina en suspensión

DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCION DE GELATINA A PARTIR DE PATITAS DE RES, POLLO Y CARCASA DE CUY

Materia Prima

Lavado

Cortado

Desengrasado

Remojo en medio acido

Restos de grasa

NaOH 0.05 N

Tamaño: 40 – 50 mm

Água calienteTº = 80ºCt = 50 min

pH 1,8t = 24 h

Neutralización

Extracción, T060-800C x 2 a 4 h. pH neutro

Filtración

Concentración a vacío, 500C hasta 20% sólidos.

Secado, 500C

Triturado y envasado

Almacenado

Figura 1. Proceso de extracción de gelatina en piel de pescado

3. RESULTADOS Y DISCUSION

Se reportarán los resultados de la práctica y la discusión lo realizará previa revisión bibliográfica, además se compararán con resultados reportados en otras investigaciones.