Efecto de las proteínas residuales en las propiedades físico-químicas y biológicas de papeles fabricados a partir de celulosa del tunicado pyura chilensis

Abstract

Fibrillas de celulosa (FC) fueron aisladas desde la túnica del tunicado Pyura chilensis. Esta, siendo un desecho de la pesca artesanal chilena, no ha sido valorizada a la fecha para aplicaciones de alto valor. En un estudio previo, la túnica fue tratada previamente por un proceso de extracción de celulosa mediante hidrólisis alcalina, así conservando una cantidad controlada de proteínas residuales en la superficie de las FC. Como comparación, las FC fueron también aisladas por el mismo tratamiento alcalino, pero agregando una etapa de blanqueamiento que elimina completamente las proteínas residuales. Las FC del tunicado Pyura chilensis con (FC-PP) y sin proteínas residuales (FC-PB) fueron la base para producir papeles o films de ~5,4 cm de diámetro promedio y espesores de 95 ± 3 y 105 ± 3 µm respectivamente, con una distribución de ancho de fibrillas de 20 a 30 nm observadas por microscopía electrónica de barrido. La presencia de celulosa y proteínas se confirmó por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, para los papeles FC-PP. La presencia de proteínas fue confirmada y cuantificada, por espectroscopía de fotoelectrones de rayos X, obteniendo un valor de ~2,3%. Para los papeles FC-PB, no se pudo detectar suficientemente bien la presencia de átomos de nitrógeno para poder confirmar la presencia de proteínas en la superficie. Este resultado sugiere la casi inexistencia de proteínas en la superficie de los papeles FC-PB. El grado de cristalinidad para los papeles FC-PP y FC-PB, fue determinado por difracción de rayos X de polvo y valores de 70% y 87% fueron obtenidos respectivamente. La estabilidad térmica para los papeles FC-PP y FC-PB fue evaluada por análisis termogravimétrico y valores de temperatura inicial de degradación de 282 ± 1 y 313 ± 3 °C fueron obtenidos, respectivamente. Los valores de estrés a la ruptura de los papeles FC-PP y FC-PB fueron de 21 ± 4 y 28 ± 4 MPa junto con un módulo de Young de 2,4 ± 0,6 y 3,5 ± 0,7 GPa, respectivamente. Por otro lado, el crecimiento celular de células musculares sobre la superficie de los papeles FCPP y FC-PB fue para ambos cerca de 3 veces la densidad superficial inicial de células al cabo de 72 horas. Los resultados obtenidos de este trabajo, reflejan el efecto de las proteínas residuales presentes en las fibrillas de celulosa al evidenciarse diferencias en las propiedades físico-químicas y biológicas de los papeles, generando un producto funcionalizado con proteínas utilizando un enfoque “top down”. Con ello se demostró el potencial de utilización de estos papeles de celulosa, obtenidos desde un recurso renovable nacional, para aplicaciones biológicas.