Procesamiento integral de las especies patagónicas de cangrejos marinos de valor comercial <i>Ovalipes trimaculatus</i> y <i>Platyxanthus patagonicus</i>

La industria pesquera de la Provincia de Chubut se ha desarrollado con la captura y el procesamiento de un conjunto tradicional de peces y mariscos. En los últimos años, y como consecuencia de la disminución de los recursos pesqueros tradicionales, ha surgido interés desde el sector por recursos con posibilidades de mercado aún no aprovechadas, tales como, las almejas: Panopea y Navaja (Barón y col, 2004; Lasta y col, 1996), el alga Undaria pinnatifida (Casas y Piritz, 1996) y algunos cangrejos de gran porte. Aún así, la explotación y el procesamiento de nuevas especies suele verse retrasada por la falta de capacidades técnicas instaladas en la industria y la flota, lo cual trae como consecuencia un injustificado desaprovechamiento de los recursos naturales y la sobreexplotación de las especies tradicionales. En el litoral marítimo chubutense, en los golfos Nuevo y San Jorge (Argentina, 42°-43°S, 64º-65ºO), existen especies de cangrejos reconocidas como recursos pesqueros de valor comercial (Wyngaard, 2001; Leal y col. 2008; Dima y col. 2009) como: el cangrejo nadador Ovalipes trimaculatus y el cangrejo pinzas negras Danielethus (=Platyxanthus) patagonicus, entendiéndose por cangrejos a los crustáceos decápodos miembros de los órdenes Brachyura y Anomura. El género de esta última especie, Platyxanthus patagonicus, ha sido renombrado recientemente por Thoma y col. (2012) a Danielethus patagonicus. Se llama cangrejos a diversos crustáceos del orden de los decápodos (Fig 1.2). Estos crustáceos son muy comunes en las aguas marinas y también los hay de agua dulce y terrestre. Los braquiuros, también conocidos como cangrejos verdaderos, incluyen alrededor de 4.500 especies, mientras que los anomuros contienen cerca de 1.400 especies, entre las que se hallan las centollas, cangrejos hermitaños y langostillas (Collins y col. 2004). Estos cangrejos han sido señalados como un recurso con potencial pesquero (Fenucci y Boschi, 1975), pero hasta el momento no han sido extraídos a nivel industrial. En la actualidad, sólo es explotado en forma artesanal o para consumo doméstico, contrariamente a lo que ocurre con otras especies de cangrejos de la familia Portunidae, como el “cangrejo azul” (Callinectes sapidus) en EE.UU. y México, que representa una de las especies de cangrejos más explotadas mundialmente, sosteniendo capturas anuales con valores en el orden de los varios millones de dólares (Rosenfield, 1998). El estudio de las etapas del proceso productivo, resulta de gran importancia a fin de establecer los métodos y parámetros óptimos de industrialización para la transformación y obtención de productos de valor agregado a base de carne de cangrejo.Facultad de Ingenierí

Chitosan from Marine Crustaceans: Production, Characterization and Applications

Chitosan is a very useful marine polysaccharide that forms structural components in the exoskeleton of crustaceans. In this chapter, the production of chitosan (CH) and chitosan reticulated micro/nanoparticles (CHM) is described. Three case studies corresponding to different effective applications of chitosan are discussed: (i) the performance of CH to destabilize oil/water emulsion waste for water clarification. It was observed that as long as colloidal charge was maintained around zero, turbidity also showed low values and water clarification was achieved. However, when the applied doses were higher than the optimum, colloidal charge and turbidity both increased, showing emulsion restabilization. Emulsions treated with the optimum chitosan doses were clarified in very short periods; (ii) CH and CHM were used as effective antibacterial agents against three different pathogenic microorganisms that are problematic for aquaculture: Vibrio alginolyticus and parahaemolyticus, and Lactococcus garvieae and the minimum bactericidal concentrations were determined; and (iii) the removal of hexavalent chromium and the comparative performance of CH versus CHM. Results showed that at pH < 2, the adsorption capacity of CHM was higher because CH is unstable. Additionally, Cr(VI) was adsorbed on CH without further reduction; in contrast, Cr(VI) adsorbed on CHM was reduced to nontoxic Cr(III)

Optimización de la obtención de quitosano de crustáceos patagónicos (Puerto Madryn, Chubut): Desarrollo de micropartículas y evaluación de su acción bactericida en patógenos de usual frecuencia en maricultura

El procesamiento de crustáceos en la provincia del Chubut genera residuos sólidos de difícil disposición (exoesqueletos), que constituyen un contaminante ambiental. Estos residuos poseen una composición rica en quitina, de la cual se obtienen derivados como el quitosano (QS) , que por sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, presentan aplicaciones muy variadas. El quitosano puede prepararse líquido, en escamas, en polvo, o formando micropartículas. En el presente trabajo el proceso de obtención de quitina y quitosano a partir de diferentes fuentes (cangrejos, langostino y calamar de la zona de Madryn y Rawson). Para la obtención de quitina los exoesqueletos molidos fueron despigmentados, descalcificados y desproteinizados. Para la obtención de quitosano la quitina fue desacetilada con NaOH al 50% a 120ºC. El grado de desacetilación del quitosano fue de 90,2% para langostino y calamar y del 86,2% para cangrejo. El peso molecular resultó del orden de Da y 6x10 4 Da para crustáceos y calamar. Por otro lado se obtuvieron micropartículas de quitosano utilizando tripolifosfato de sodio (TPP) como agente reticulante, obteniéndose tamaños de partículas 1μm. Se evaluó además el efecto antimicrobiano del quitosano y las micropartículas de QS sobre el patógeno, Vibrio alginolyiticus, común en maricultura. El quitosano en solución como las micropartículas mostraron un efecto inhibitorio a concentraciones de 0,125% y 0,05% respectivamente. Además, las micropartículas tuvieron un efecto bactericida sobre el patógeno. Se puede observar que los desechos de exoesqueletos de crustáceos patagónicos constituye un tema importante en la revalorización económica de residuos para la región.Fil: Dima, Jimena Bernadette. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagonico; ArgentinaFil: Sequeiros, Cynthia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagonico; ArgentinaFil: Zaritzky, Noemi Elisabet. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - La Plata. Centro de Investigaciones en Criotecnologia de Alimentos (i); Argentin

Efectividad de las micro/nanopartículas de quitosano obtenidas de residuos pesqueros en la adsorción de cromo hexavalente

El procesamiento de crustáceos en la ciudad de Puerto Madryn genera residuos sólidos, exoesqueletos, que son descartados en basurales constituyendo un contaminante ambiental para la región. El quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene por desacetilación parcial de la quitina, componente principal de estos exoesqueletos. Por sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, el quitosano presenta aplicaciones muy variadas, entre ellas la capacidad de adsorber metales. En una primera etapa se obtuvo quitina a partir de desechos de exoesqueletos de langostinos los cuales fueron despigmentados, descalcificados y desproteinizados. Para la obtención de quitosano, la quitina fue desacetilada con NaOH al 50%, determinándose su peso molecular y el grado de desacetilación (método potenciométrico y FTIR). El rendimiento en quitina fue de 24.1%; el grado de desacetilación del quitosano obtenido fue del 90.2% y su peso molecular de 2x105Da. Debido a la baja estabilidad del quitosano a bajos pH, se sintetizaron micro/nano partículas de quitosano (MQS) por gelificación iónica utilizando tripolifosfato de sodio como agente reticulante. Se determinó el efecto de las concentraciones relativas de los reactivos empleados en el potencial Z y en el tamaño de las partículas. Para una relación de QS-TPP de 1,25mg/ml y 1,50mg/ml se observaron tamaños de partículas menores a 140nm. Las partículas de quitosano y las micro/nanopartículas se aplicaron para la remoción de Cr(VI), altamente tóxico y cancerígeno. La concentración de cromo total se determinó por espectroscopía de absorción atómica. Se obtuvieron experimentalmente las isotermas de adsorción de Cr(VI) en QS y MQS y las cinéticas correspondientes. Se analizaron los efectos del pH, el tiempo de contacto. Además, se determinó el estado de oxidación del metal adsorbido. Tanto QS como MQS mostraron una buena eficiencia en la adsorción de Cr (VI), la cual varió significativamente en función del pH del medio; el equilibrio se alcanzó después de1h de contacto para el QS y 3h para las MQS. Al igual que en la adsorción, el porcentaje de desorción vario con el pH del medio y el tiempo de contacto; el mismo fue mayor para QS que para MQS, sin embargo, los análisis de oxidación mostraron que el 66% cromo desorbido por las MQS fue cromo trivalente. El quitosano y las micropartículas de quitosano fueron efectivas para la remoción del C(VI), las MQS mejoraron la adsorción del metal a bajos pH y disminuyeron el grado de toxicidad del mismo. El aprovechamiento de los desechos de exoesqueletos de crustáceos patagónicos constituye un tema importante en la revalorización económica de residuos para la región. Por otro lado, el desarrollo de nuevos sistemas permitirá realizar aportes originales en la obtención de productos que contribuyan al desarrollo de tecnologías ligadas al medio ambiente.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimento

Adsorción de cromo hexavalente sobre partículas de quitosano en columna de lecho fijo

La eficiencia y selección de los tratamientos para lograr disminuir la contaminación de los efluentes líquidos industriales constituye un tema de gran interés. En Argentina estudios sobre aguas residuales reportan que los agentes contaminantes más importantes en los cursos de aguas son hidrocarburos, colorantes, pesticidas, y metales pesados. Los metales constituyen un grupo importante de contaminantes debido a su toxicidad, larga persistencia y no biodegradabilidad. El cromo hexavalente, Cr(VI) se encuentra en aguas residuales principalmente como aniones cromato o dicromato dependiendo del pH de la solución; es muy soluble en agua y representa un gran riesgo para la salud, por ser tóxico, mutagénico y carcinogénico Las estrategias para el tratamiento de aguas residuales basadas en la utilización de biopolímeros han despertado gran interés en los últimos años, ya que son ecológicamente compatibles. Biopolímeros como el quitosano (QS) se pueden aplicar para el tratamiento de aguas contaminadas con diversas sustancias (Dima y col, 2015, Zhou y col, 2009). En la provincia del Chubut los exosqueletos residuales de la industria de crustáceos representan varios miles de toneladas anuales; esos exosqueletos son acumulados en basurales generando una problemática ambiental importante para la región. Sin embargo ese residuo contaminante es un material rico en quitina de la cual se obtiene QS. El QS es un biopolímero natural, no tóxico y biocompatible con un gran número de aplicaciones, entre ellas la capacidad de secuestrar iones metálicos (Ngah y col, 2011). La adsorción es una de las técnicas más empleadas para la remoción de contaminantes dada la simplicidad del diseño y la facilidad de operación. Los estudios de adsorción se pueden realizar en forma discontinua (sistema batch) y de forma continua. Las columnas de adsorción de lecho fijo (sistema continuo), a diferencia de los experimentos en sistema batch (discontinuo), no funcionan bajo condiciones de equilibrio debido a que continuamente ingresa a la columna una disolución de alimentación; en la columna se establece un proceso de transferencia de materia entre la fase líquida móvil que contiene la sustancia contaminante (cromo hexavalente) y la fase sólida del lecho adsorbente. Los procesos industriales bajo condiciones continuas de trabajo, proporcionan una aplicación práctica en el tratamiento de aguas residuales (Ríos y Ortega, 2013, Xu y col, 2013). El objetivo del presente trabajo fue estudiar el fenómeno de adsorción del cromo hexavalente sobre partículas de quitosano en columna de lecho fijo.Sección: Ingeniería Química.Facultad de Ingenierí

Adsorción de cromo hexavalente sobre partículas de quitosano en columna de lecho fijo

La eficiencia y selección de los tratamientos para lograr disminuir la contaminación de los efluentes líquidos industriales constituye un tema de gran interés. En Argentina estudios sobre aguas residuales reportan que los agentes contaminantes más importantes en los cursos de aguas son hidrocarburos, colorantes, pesticidas, y metales pesados. Los metales constituyen un grupo importante de contaminantes debido a su toxicidad, larga persistencia y no biodegradabilidad. El cromo hexavalente, Cr(VI) se encuentra en aguas residuales principalmente como aniones cromato o dicromato dependiendo del pH de la solución; es muy soluble en agua y representa un gran riesgo para la salud, por ser tóxico, mutagénico y carcinogénico Las estrategias para el tratamiento de aguas residuales basadas en la utilización de biopolímeros han despertado gran interés en los últimos años, ya que son ecológicamente compatibles. Biopolímeros como el quitosano (QS) se pueden aplicar para el tratamiento de aguas contaminadas con diversas sustancias (Dima y col, 2015, Zhou y col, 2009). En la provincia del Chubut los exosqueletos residuales de la industria de crustáceos representan varios miles de toneladas anuales; esos exosqueletos son acumulados en basurales generando una problemática ambiental importante para la región. Sin embargo ese residuo contaminante es un material rico en quitina de la cual se obtiene QS. El QS es un biopolímero natural, no tóxico y biocompatible con un gran número de aplicaciones, entre ellas la capacidad de secuestrar iones metálicos (Ngah y col, 2011). La adsorción es una de las técnicas más empleadas para la remoción de contaminantes dada la simplicidad del diseño y la facilidad de operación. Los estudios de adsorción se pueden realizar en forma discontinua (sistema batch) y de forma continua. Las columnas de adsorción de lecho fijo (sistema continuo), a diferencia de los experimentos en sistema batch (discontinuo), no funcionan bajo condiciones de equilibrio debido a que continuamente ingresa a la columna una disolución de alimentación; en la columna se establece un proceso de transferencia de materia entre la fase líquida móvil que contiene la sustancia contaminante (cromo hexavalente) y la fase sólida del lecho adsorbente. Los procesos industriales bajo condiciones continuas de trabajo, proporcionan una aplicación práctica en el tratamiento de aguas residuales (Ríos y Ortega, 2013, Xu y col, 2013). El objetivo del presente trabajo fue estudiar el fenómeno de adsorción del cromo hexavalente sobre partículas de quitosano en columna de lecho fijo.Sección: Ingeniería Química.Facultad de Ingenierí

Efectividad de las micro/nanopartículas de quitosano obtenidas de residuos pesqueros en la adsorción de cromo hexavalente

El procesamiento de crustáceos en la ciudad de Puerto Madryn genera residuos sólidos, exoesqueletos, que son descartados en basurales constituyendo un contaminante ambiental para la región. El quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene por desacetilación parcial de la quitina, componente principal de estos exoesqueletos. Por sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, el quitosano presenta aplicaciones muy variadas, entre ellas la capacidad de adsorber metales. En una primera etapa se obtuvo quitina a partir de desechos de exoesqueletos de langostinos los cuales fueron despigmentados, descalcificados y desproteinizados. Para la obtención de quitosano, la quitina fue desacetilada con NaOH al 50%, determinándose su peso molecular y el grado de desacetilación (método potenciométrico y FTIR). El rendimiento en quitina fue de 24.1%; el grado de desacetilación del quitosano obtenido fue del 90.2% y su peso molecular de 2x105Da. Debido a la baja estabilidad del quitosano a bajos pH, se sintetizaron micro/nano partículas de quitosano (MQS) por gelificación iónica utilizando tripolifosfato de sodio como agente reticulante. Se determinó el efecto de las concentraciones relativas de los reactivos empleados en el potencial Z y en el tamaño de las partículas. Para una relación de QS-TPP de 1,25mg/ml y 1,50mg/ml se observaron tamaños de partículas menores a 140nm. Las partículas de quitosano y las micro/nanopartículas se aplicaron para la remoción de Cr(VI), altamente tóxico y cancerígeno. La concentración de cromo total se determinó por espectroscopía de absorción atómica. Se obtuvieron experimentalmente las isotermas de adsorción de Cr(VI) en QS y MQS y las cinéticas correspondientes. Se analizaron los efectos del pH, el tiempo de contacto. Además, se determinó el estado de oxidación del metal adsorbido. Tanto QS como MQS mostraron una buena eficiencia en la adsorción de Cr (VI), la cual varió significativamente en función del pH del medio; el equilibrio se alcanzó después de1h de contacto para el QS y 3h para las MQS. Al igual que en la adsorción, el porcentaje de desorción vario con el pH del medio y el tiempo de contacto; el mismo fue mayor para QS que para MQS, sin embargo, los análisis de oxidación mostraron que el 66% cromo desorbido por las MQS fue cromo trivalente. El quitosano y las micropartículas de quitosano fueron efectivas para la remoción del C(VI), las MQS mejoraron la adsorción del metal a bajos pH y disminuyeron el grado de toxicidad del mismo. El aprovechamiento de los desechos de exoesqueletos de crustáceos patagónicos constituye un tema importante en la revalorización económica de residuos para la región. Por otro lado, el desarrollo de nuevos sistemas permitirá realizar aportes originales en la obtención de productos que contribuyan al desarrollo de tecnologías ligadas al medio ambiente.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimento

Efectividad de las micro/nanopartículas de quitosano obtenidas de residuos pesqueros en la adsorción de cromo hexavalente

El procesamiento de crustáceos en la ciudad de Puerto Madryn genera residuos sólidos, exoesqueletos, que son descartados en basurales constituyendo un contaminante ambiental para la región. El quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene por desacetilación parcial de la quitina, componente principal de estos exoesqueletos. Por sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, el quitosano presenta aplicaciones muy variadas, entre ellas la capacidad de adsorber metales. En una primera etapa se obtuvo quitina a partir de desechos de exoesqueletos de langostinos los cuales fueron despigmentados, descalcificados y desproteinizados. Para la obtención de quitosano, la quitina fue desacetilada con NaOH al 50%, determinándose su peso molecular y el grado de desacetilación (método potenciométrico y FTIR). El rendimiento en quitina fue de 24.1%; el grado de desacetilación del quitosano obtenido fue del 90.2% y su peso molecular de 2x105Da. Debido a la baja estabilidad del quitosano a bajos pH, se sintetizaron micro/nano partículas de quitosano (MQS) por gelificación iónica utilizando tripolifosfato de sodio como agente reticulante. Se determinó el efecto de las concentraciones relativas de los reactivos empleados en el potencial Z y en el tamaño de las partículas. Para una relación de QS-TPP de 1,25mg/ml y 1,50mg/ml se observaron tamaños de partículas menores a 140nm. Las partículas de quitosano y las micro/nanopartículas se aplicaron para la remoción de Cr(VI), altamente tóxico y cancerígeno. La concentración de cromo total se determinó por espectroscopía de absorción atómica. Se obtuvieron experimentalmente las isotermas de adsorción de Cr(VI) en QS y MQS y las cinéticas correspondientes. Se analizaron los efectos del pH, el tiempo de contacto. Además, se determinó el estado de oxidación del metal adsorbido. Tanto QS como MQS mostraron una buena eficiencia en la adsorción de Cr (VI), la cual varió significativamente en función del pH del medio; el equilibrio se alcanzó después de1h de contacto para el QS y 3h para las MQS. Al igual que en la adsorción, el porcentaje de desorción vario con el pH del medio y el tiempo de contacto; el mismo fue mayor para QS que para MQS, sin embargo, los análisis de oxidación mostraron que el 66% cromo desorbido por las MQS fue cromo trivalente. El quitosano y las micropartículas de quitosano fueron efectivas para la remoción del C(VI), las MQS mejoraron la adsorción del metal a bajos pH y disminuyeron el grado de toxicidad del mismo. El aprovechamiento de los desechos de exoesqueletos de crustáceos patagónicos constituye un tema importante en la revalorización económica de residuos para la región. Por otro lado, el desarrollo de nuevos sistemas permitirá realizar aportes originales en la obtención de productos que contribuyan al desarrollo de tecnologías ligadas al medio ambiente.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimento

Rearing enhancement of Ovalipes trimaculatus (Crustacea: Portunidae) zoea I by feeding on Artemia persimilis nauplii enriched with alternative microalgal diets

The southern surf crab Ovalipes trimaculatus (de Haan, 1833) presents a high potential for aquaculture. In this study, we analyze the benefits of different dietary treatments on its molt success and fitness of larval stages. Artemia persimilis nauplii were enriched with monospecific (Nannochloropsis oculata, Tetraselmis suecica, Dunaliella salina, Isochrysis galbana and Chaetoceros gracilis) and multispecific (Mix) microalgal diets twice a day over a 48-h period. Mean total length (TL), growth instar number (I) and gut fullness rate (GFR) of nauplii showed significant differences between dietary treatments at several sampling times, optimal results being observed in those providing Mix. Artemia nauplii grown under most experimental dietary treatments reached the capture size limit for Ovalipes trimaculatus zoea I (700 µm) within 24 h. After that time interval, Mix-enriched nauplii were amongst those with higher protein contents. Ovalipes trimaculatus zoea I fed on Artemia nauplii enriched during 24 h under different dietary treatments showed significant differences in survival, inter-molt duration, molting success to zoea II and motility. Optimal results were observed in zoea I fed on Mix-enriched Artemia nauplii. This work not only represents a first step towards the dietary optimization for O. trimaculatus zoeae rearing but also provides the first results on the use of enriched A. persimilis.Fil: Martelli, Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Barbieri, Elena Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Dima, Jimena Bernadette. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto de Biología de Organismos Marinos; ArgentinaFil: Baron, Pedro Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentin

Aprovechamiento de los desechos de la industria procesadora de crustáceos para la obtención de quitosano y quitosano reticulado

Quitosano (QS) y micropartículas de quitosano (MQS) se obtuvieron a partir de exoesqueletos de langostinos y cangrejos desechados por la industria pesquera de crustáceos de la ciudad de Puerto Madryn. El quitosano se caracterizó determinando el grado de desacetilación por valoración potenciométrica y por espectroscopia infrarroja (FTIR); su peso molecular (Mv) se obtuvo mediante mediciones de viscosidad intrínseca. Las micropartículas de quitosano fueron sintetizadas por gelificación iónica del quitosano con tripolifosfato (TPP) y caracterizadas: según su tamaño y distribución, por SEM y FTIR. El grado de desacetilación del quitosano fue de 90,2 % y del 86,2 %, según la materia prima utilizada; el Mv resultó del orden de 2x105Da. Las micropartículas de quitosano reticuladas con TPP resultaron del orden de los 101nm para una relación QS-TPP de 1,25g/L-1,5g/L. Para ambos sistemas (QS y MQS) se estudió la eficacia de los mismos en la remoción de cromo hexavalente en soluciones acuosas, a diferentes concentraciones de cromo inicial, valores de pH y tiempos de contacto. El QS demostró ser mas eficaz a pH 4 mientras que las MQS fueron más estables y eficaces a pH <3, debido al proceso de reticulación. Se determinaron asimismo las isotermas de equilibrio y las cinéticas de adsorción. La isoterma de equilibrio de Langmuir y la cinética de adsorción de pseudo segundo orden, fueron las que mejores se ajustaron a los datos experimentales.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosFacultad de Ingenierí