Depilados conservadores del pelo libres de sulfuro de sodio. Empleo de preparados enzimáticos como agentes depilantes.
Caracterización
Carlos Cantera y Luis Goya
E-mail: ccitec@infovia.com.ar
RESUMEN
1
La exteriorización del concepto desarrollo sustentable está teniendo lugar actualmente en el sector industrial con la incorporación de la denominada "producción limpia", con la utilización de tecnologías de procesos menos contaminantes y de tratamiento del efluente líquido y de los residuos sólidos generados.
Dentro de este contexto y con relación a los procesos de depilación, lograr una tecnología que alcance los objetivos de conservar el pelo, producir cueros de calidad, no utilizar sulfuros de sodio y reducir la carga orgánica del efluente líquido es un desafío atractivo y de destacado interés.
El CITEC está llevando a cabo actividades para el desarrollo de un depilado enzimático que reúna los requerimientos mencionados.
Se presenta un conjunto de ensayos desarrollados para caracterizar preparados enzimáticos comerciales empleados en nuestros estudios de los procesos de remojo y depilado.
INTRODUCCIÓN
2
En las actividades de I&D sobre el proceso de depilado utilizando enzimas es relevante disponer de una apropiada caracterización de los preparados enzimáticos en estudio: el perfil proteico, el zimograma y la actividad frente a sustratos representativos de la piel animal, así como los efectos de inhibición o activación que ejercen los componentes de un sistema de depilado sobre la expresión de las enzimas.
Una condición sobresaliente que debe cumplir un preparado enzimático en el proceso de depilado es que su actividad se exprese primariamente sobre las proteínas no estructuradas (globulinas, albúminas); sobre las conjugadas, caso de los proteoglicanes, glicoproteínas; sobre la queratina blanda y zona prequeratinizada de la raíz del pelo. Al mismo tiempo, no debiera manifestar o al menos escasamente, actividad sobre la estructura fibrosa colgénica de la piel y una actividad limitada sobre
OBJETIVOS
3
Desarrollar/adaptar un conjunto de ensayos para lograr información sobre el comportamiento de preparados enzimáticos frente a sustratos de diferente naturaleza para:
•mejorar la selección de los
productos enzimáticos y tener un
adecuado control de los mismos.
•adquirir conocimientos para
comprender el mecanismo de la
depilación enzimática.
•facilitar el diseño de un proceso
de depilado que reúna los
requerimientos del 'depilado ideal':
el depilado enzimático logrará ser el depilado ideal cuando la especificidad de las enzimas esté orientada hacia los componentes del sistema de epidermis, se logre minimizar o evitar su acción sobre las proteínas estructuradas -especialmente el colágeno- y se elaboren cueros con las propiedades deseadas.
absorbancia x 1000 absorbancia x 1000
Ensayos desarrollados
4a
I Determinación de proteínas totales
II Deter minación de actividades proteolíticas
III Actividad en función del pH
IV Perfil de proteínas. Electroforesis en SDS/gel de poliacrilamida (PAGE)
V Zimograma
Actividades proteolíticas, sustratos específicos
Sustratos cromogénicos. Un grupo de sustratos, derivados de componentes de la piel animal y apropiados para ensayar el comportamiento de la enzimas, son los sustratos cromogénicos como el 'azul de queratina'', 'azul de polvo de piel', 'rojo de elastina' y 'azo-albumin'. Asimismo, se utilizó el sustrato azocaseína ya que su degradación enzimática puede vincularse con la actividad depilatoria.
Actividad proteolítica en función del pH sustrato cromogénico Hide Powder Azure
200
Proceso de remojo -Pellvit-
180
160
buffer PO4H2K 0.1 M / NaOH 0.1 M 595 nm
140
6
7
8
9
10
11
pH
conc de proteínas en el producto 1.9 µg/mg
mg HPA convertidos/min.mg proteína = 256
mg HPA convertidos/min. g producto = 486
pH de máxima actividad = 8.9 (rango > 90% act. = 7.8-9.8
4 b La hidrólisis del sustrato
por acción de las enzimas solubiliza fragmentos de la proteína junto con el colorante covalentemente combinado a ella; la intensidad de color de la solución, luego de separar el sustrato sin reaccionar, da información sobre la actividad de las enzimas.
Sustrato capa de epidermis, pelo y sus vainas "sustrato epidermis”
Considerando que el depilado consiste en la remoción del tejido de la epidermis y del pelo, el cual debe ser desprendido o cortado desde el folículo piloso, resulta relevante disponer de un sustrato que reúna estos componentes para estudiar el comportamiento de los preparados enzimáticos.
La importancia de disponer un sustrato de esta naturaleza nos indujo a optimizar un procedimiento para desprender la epidermis de la dermis en forma de una capa continua capaz de retener el pelo y las vainas interna/externa del mismo.
Resultados experimentales
5
Con el propósito de ilustrar la
información obtenida con el conjunto
de ensayos desarrollados/adaptados
se presentan -en gráficos y tablas-
datos para preparados enzimáticos
empleados en los procesos de remojo y
depilado.
Zimograma de electroforetograma Copolimerizado con gelatina
buffer patrón Fusarium Scopular.
Low 20µl 10µl 20µl 10µl
1
23
4
5
6
Alcalase
Alcamax
natur. inhib. nat. inhib.
7
8
9
10
Proteasas de origen fúngico: calles 3, 4, 5 y 6. ‘Alcalase’ sin desnaturalizar y desnaturalizada: calles 7 y 8. Alcamax sin desnaturalizar y desnaturalizada: calles 9 y 10.
Cromatograía permeación por gel Cromatograma en Gel 25 super fine
Preparado enzimático Alcamax
0
10 min
0
0
longitud de onda 280 nm siembra 1 mg prot. equiv. eluyente PBS, pH 7,4
0
0
0
35 min
0
63 min
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
tiempo de elución (min)
Actividad proteolítica en función del pH Sustrato cromogénico Hide Powder Azure
340
Proceso de depilado
330
-Alcamax-
320
310
300
290
buffer CO3HNa 0.1 M - NaOH 0.1M 595 nm 280
270
7
8
9
10
11
12
pH
conc. proteínas en el producto 64.0 µg/mg
mg HPA convertidos/min.mg proteína = 422
mg HPA convertidos/min. g producto = 27,000
pH de máxima actividad = 10.0 (rango > 90% act. = 8.4-11.3)
absorbancia
Actividad proteolítica expresada sobre el sustrato cromogénico azul de polvo de piel
Producto
mg sust.convertido min.g producto
rango óptimo pH
mg sust.convertido min. mg prote
Proceso de remojo
Pellvit (TFL) Remocer TR (Cergen) Rohapon W (TFL)
17,5 26,1 18.2
6,6-8,0 7,6 -8,1 7.1-8.2
256 195
40
Proceso de depilado
New 1875 (Cergen) Alcamax (Cergen) Aquaderma (Cergen)
520 420
83
7,4-8,8 8,0-9,3 7,8-9,5
425 195 840
La actividad proteolítica se determina calculando el porcentaje de sustrato digerido en relación a la degradación máxima posible del mismo, evaluada en condiciones tales que la concentración de enzimas no sea el factor limitante, y se expresa calculando los mg de substrato convertido/ min.g de producto enzimático o mg de enzimas totales.
Conclusiones
6
En las actividades de I&D, vinculadas al proyecto "Depilado conservador del pelo libre de sulfuro de sodio. Aplicación de enzimas proteolíticas", el CITEC ha desarrollado/ adoptado un conjunto de técnicas analíticas que permite una apropiada caracterización de preparados enzimáticos que facilita la selección eficaz de los mismos en los procesos de remojo y depilado. Este conjunto es una "herramienta" destacada para el progreso del proyecto de Investigación y Desarrollo mencionado.
Ver+/-
