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Título de Acceso Abierto
Estudio de los <carragenanos "solubles"> del <alga roja Iridaea undulosa Bory> (<Familia:Gigartinaceae>)
Carlos Arturo Stortz Alberto Saúl Cerezo
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Los objetivos de este trabajo de Tesis fueron caracterizar a los carragenanos "solubles" del alga roja Iridaea undulosa, poniendo énfasis en los factores estructurales que promueven su solubilidad, y hallar métodos apropiados para profundizar este tipo de estudios. Se desarrollaron los siguientes temas: 1) Una revisión taxonómica de las algas, incluyendo la presentación de los principales géneros, las formas de reproducción de las florídeas y la ubicación taxonómica de la Iridaea undulosa Bory. 2) Un resumen que abarca los trabajos químicos llevados a cabo sobre los carragenanos desde su descubrimiento hasta la actualidad; por separado se detallan los estudios efectuados sobre los carragenanos de Iridaea undulosa. 3) Una descripción del estado en que se halla la industria y el comercio de las algas y sus mucílagos (ágar, carragenanos, ácido algínico) en los distintos países productores; también se describen los usos de esos mucílagos y las perspectivas, con el desarrollo del cultivo (maricultura). 4) Una reseña histórica de los métodos utilizados para la desulfatación de polisacáridos y otros productos; se analizan las ventajas y desventajas de los distintos procedimientos. 5) La descripción de las aplicaciones de la espectroscopía de resonancia magnética nuclear de 13C para la elucidación estructural de carragenanos y un resumen de los estudios efectuados con compuestos más sencillos, como polisacáridos de estructura más simple, oligo- y monosacáridos y los derivados sulfatados de estos últimos. 6) Ya que el uso de alditoles acetilados como derivados volátiles en aplicaciones útiles en cromatografía gas-líquido y espectrometría de masa para la determinación de la identidad y cuantificación de monosacáridos es ampliamente conocido, se describe la utilidad de los aldononitrilos acetilados como derivados de azúcares con sus oxhidrilos libres y/o metilados; se enuncian también los principales caminos de fragmentación en la espectrometría de masa por impacto electrónico de los aldononitrilos di-, tri- y tetra-O-metilados. 7) La descripción y discusión de los resultados obtenidos en este trabajo de investigación, que pueden subdividirse en siete partes: 7.1.- El carragenano soluble (C) en cloruro de potasio 2M se aisló por precipitación en bloque de los productos insolubles a esa concentración de cloruro de potasio. Los datos analíticos indicaron la presencia de distintos tipos de sulfato. El carragenano C se metiló por una secuencia de cinco metilaciones de Haworth; la evaluación de los resultados de metilación permitió determinar que paralelamente se produjo degradación parcial, ya que hubo pérdida de sulfato, destrucción de 3,6-anhidrogalactosa y ciclación alcalina de algunas unidades de galactosa sulfatadas en C-6. El análisis del curso de la metilación permitió evaluar también la reactividad de los distintos oxhidrilos frente a la metilación, comprobándose el orden 0-6 > 0-2 > 0-4 > 0-3. Los resultados evidenciaron el predominio de unidades monosulfatadas y no ramificadas en el carragenano C, entre las que se destacaban la indicada por 2,6-di-O-metil- (40,3%) y 4,6-di-O-metilgalactosa (19,4%), que sugieren que este carragenano está fundamentalmente compuesto por unidades de tipo μ- y λ-. Fue significativa también la determinación de 2,3,4-tri-O-metilxilosa sin haberse encontrado otros derivados metilados de este azúcar, y la presencia de diversos productos metilados que indicaron la existencia de unidades desconocidas hasta el momento. 7.2.- El carragenano soluble C se sometió a la acción del dimetilsulfóxido a fin de desulfatarlo; se comprobó que la pérdida de sulfato era escasa (20%), pero que en la reacción se producía la separación de un producto que se solubiiizaba en el DMSO y otro que permanecía insoluble en el mismo, y que el primero estaba enriquecido en 3,6-anhidrogalactosa; se investigó la acción del DMSO en diferentes condiciones, comprobándose que la separación sólo era efectiva con la sal de piridinio del producto, y que el tiempo de solubilización podía acortarse notoriamente. Una vez efectuado el fraccionamiento preparativo se obtuvo un producto soluble (SD, rendimiento 57,7%) y un insoluble (ID, 38,8%). Los análisis indicaron que la fracción ID estaba prácticamente exenta de 3,6-anhidrogalactosa, mientras que la SD contenía 6,8% de ese azúcar; pudo observarse también que el motivo del fraccionamiento fue fundamentalmente la diferencia en los pesos moleculares, sin que se haya comprobado desulfatación concomitante ni degradación apreciable. Los carragenanos SD e ID fueron metilados (Haworth). Los resultados para el carragenano ID confirmaron lo que podía predecirse con los datos preliminares, es decir una estructura en la que predominan los azúcares que caracterizan a un λ-carragenano: 4,6-di-O-metilgalactosa (43,3%) y 3-O-metilgalactosa (6,7%), aunque también aparecen unidades que indican la presencia de carragenano de tipo μ-, y azúcares que indican unidades "inusuales": uniones (1→2), galactosa 2,6-disulfato enlazada por la posición 3-, residuos de xilopiranosa que actúa como ramificación, posiblemente unida a la cadena principal a través de la posición 6-. En el carragenano SD metilado, en cambio, predomina la 2,6-di-O-metilgalactosa (41,1%) que caracteriza a los μ-carragenanos, mientras que se encuentran proporciones importantes de 4,6-di-O-metilgalactosa (16,9%) que caracteriza a λ-carragenanos; también se hallan las otras unidades inusuales antes determinadas. 7.3.- Por tratamiento alcalino del carragenano C, por cada 100 unidades se produjo un incremento de 23 unidades de 3,6-anhidrogalactosa, con la desaparición concomitante de 19 sulfatos. Por fraccionamiento con cloruro de potasio se observó la presencia de 33,0% de material insoluble a 0,4M de KCl (C—TI) y 56,3% de soluble en KCl 2M (C-TS), siendo mínima la proporción de fracciones intermedias; ésto indicaba - y confirmaba nuestros resultados anteriores - la presencia de productos de tipo μ- y λ- en el carragenano C. El tratamiento alcalino del carragenano ID y su posterior fraccionamiento con cloruro de potasio indicaron que sólo se producía una fracción principal, soluble en KCl 2M (ID-TS, 89,2%), y escasa proporción de material insoluble, lo que estaba de acuerdo con el carácter λ del carragenano ID. En cambio, el tratamiento alcalino y fraccionamiento del carragenano SD dió por resultado la presencia de dos fracciones principales: insoluble en KCl 0,4M (50,9%, SD-TI) y soluble en KCl 2M (42,8%, SD-TS), lo que indicaba la gran proporción de material presente en el carragenano SD que no correspondía a un μ-carragenano. Los carragenanos ID-TS, SD-TI y SD-TS fueron sometidos a metilación; en SD-TI se comprobó la presencia fundamental de 2,6-di-O-metilgalactosa (50,7%) que caracteriza una estructura de K- ó L-carragenano, con unidades inusuales y en los carragenanos ID-TS y SD-TS se destaca la presencia de 4,6-di-O-metilgalactosa, indicando que ambos - estructuralmente muy similares - provienen de un producto de tipo λ-, en el que los residuos inusuales comprenden importantes proporciones. Se ha analizado la composición de los seis carragenanos estudiados, describiendo sus posibles estructuras, las características de las unidades que los forman, y fundamentalmente los factores estructurales que serían los promotores de su solubilidad. 7.4.- Se estudió la autohidrólisis del carragenano; en las primeras experiencias se demostró que a 60° se producía apreciable degradación con pérdida de sulfato del 15%. Con los estudios realizados sobre los productos C, SD , ID antes obtenidos, y sobre el producto TTI, más rico en 3,6-anhidrogalactosa se demostró que por autohidrólisis a 60° pueden romperse selectivamente las uniones 3,6-anhidrogalactosídicas en una reacción que es de primer orden respecto de la concentración de esas uniones, y cuya vida media es de 7,8-8,7 horas; la pérdida de sulfato fue de aproximadamente 25%. 7.5.- Los productos autohidrolizados se sometieron a espectroscopía de resonancia magnética nuclear de 13C. Previamente se ampliaron los datos de literatura, calculando los efectos de los grupos sulfato sobre los desplazamientos de unidades tabuladas; por otra parte se desarrolló un programa de computadora que permitió agilizar las comparaciones y cotejar las similitudes de un dado espectro con diferentes productos característicos. Se informaron los espectros de siete productos diferentes, analizando sus posibles asignaciones y los significados estructurales de las mismas; por otra parte se justificaron las asignaciones efectuadas en el espectro de la K-carrabiosa, y se discutieron las efectuadas a ciertos carragenanos insolubles naturales antes y después del tratamiento alcalino. 7.6.- Como aporte a la determinación de la estructura de carragenanos y otros galactanos se ha estudiado la separación e identificación de los O-acetil-O-metilgalactononitriios por cromatografía gas-líquido y espectrometría de masa. Se informaron los tiempos de retención de los distintos azúcares y su posible relación con factores conformacionales; por otra parte se informaron los picos principales en los espectros de masa de los acetatos de los galactononitrilos parcialmente metilados; los de los di-, tri- y tetrametiléteres concuerdan con los registrados para derivados de otras hexosas. Se estudiaron las rupturas para los monometil derivados, hasta ahora no analizados y se describieron los caminos principaies de fragmentación. Se encontró un camino que es específico para algunos aldononitrilos (derivados de galactosa, 6-O-metilgalactosa y 2,6-di-O-metilgalactosa) que presenta la pérdida de fragmentos neutros (ácido acético y cetena) a partir del ion molecular. 7.7.- Se estudió un residuo proveniente de la purificación del carragenano crudo que era insoluble en agua; se efectuaron análisis de diferentes fracciones del mismo y las características fueron similares. El residuo (RI) se extrajo exhaustivamente con agua, comprobándose que un 18% se solubilizaba en el primer intento (RS). Esta fracción, rica en proteína, y que por hidrólisis mostraba la presencia de glucosa, galactosa y sulfato, se fraccionó con la ayuda de resina Sephadex DEAE A-50, con lo que se obtuvo, por elución con agua un producto no iónico (RS-N, 53%), y por elución con NaCl 4M, en caliente, uno iónico (RS-I, 37%). El segundo tiene las características de un carragenano, y al primero se lo dializó en sistema cerrado obteniéndose un dializable (RS-NE, 88%) y un no-dializable (RS-NI, 7%); éste último estaba enriquecido en hidratos de carbono y en ambos el producto principal por hidrólisis era la glucosa. El producto RS-NE se sometió a extracción con cloroformo/ metanol, quedando un 28% de residuo (RS-NER) y un 63% de soluble (RS-NEC). Se presentan algunos análisis preliminares de las fracciones. 8) La descripción de las técnicas experimentales y los materiales utilizados.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1984 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1984
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