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 UN SOPORTE CROMATOGRAFICO DISEÑADO PARA LA SEPARACION DE MONOSACARIDOS Y OLIGOSACARIDOS 

Ing.Susana Ravelo 

               

La hidroxiapatita , compuesto que posee una composición estequiométrica Ca10 (PO4)6 (OH)2; (Ca/P) = 1.67 y no estequiométrica; (Ca/P) <1.67, se ha usado extensivamente durante décadas en la separación cromatográfica de proteínas, péptidos y ácidos nucleicos . La cromatografía con hidroxiapatita se considera como una cromatografía de seudo afinidad o de un modo de intercambio iónico que ha probado ser efectiva en una variedad de procesos, ofreciendo más bioselectividad que otros procedimientos basados en el intercambio iónico o en interacciones hidrofóbicas.

Las posibilidades de modificación superficial de las partículas de este material con iones de otros metales, como Aluminio, Cobre, Fe III etc. y sustancias orgánicas, han expandido notablemente las posibilidades de su uso en cromatografía. Por otra parte, se ha logrado obtener varios tipos de partículas con diámetros del orden de micrones; en especial las partículas esféricas han encontrado un amplio uso en la cromatografía de altas presiones y resolución (HPLC). Los intentos de usar la hidroxiapatita para la separación de carbohidratos han sido, no obstante, modestos, lográndose separaciones de algunos oligosacáridos con muy baja resolución, esto se ha debido al tamaño y características de las superficies de las partículas utilizadas. En esta página se muestra las posibilidades cromatográficas para la separación de monosacáridos y oligosacáridos de de un material cromatográfico base hidroxiapatita desarrollado en el ICINAZ 

El uso de este producto constituye una variante económica y efectiva para la separación y determinación de varios azúcares presentes en los jugos de caña que influyen significativamente en la eficiencia de la industria azucarera.

HYDROMAG esta constituido por microcápsulas esféricas de 50-60 μm de diámetro de hidroxiapatita con núcleos de magnetita. Este adsorbente de altas propiedades hidrodinámicas permite altas velocidades de flujo a bajas presiones (bombas peristálticas) sin producirse compactación ni formación de finos. Recientemente este adsorbente se ha propuesto para la separación y determinación de la concentración total de los Azúcares (mono y oligosacáridos) que Impurifican a la Sacarosa (AIS) en los jugos y otros productos de la caña de azúcar.

Puede obtener la técnica analítica AQUI !

Hoy día, se acepta generalmente que los AIS que están presentes en la caña y sus jugos son los agentes causantes de la deformación del cristal de sacarosa. Estos azúcares no causan sólo una pérdida considerable de la calidad de los azúcares comerciales, sino además una sensible reducción de la eficiencia industrial.   Los AIS impiden el crecimiento del cristal por algunas de sus caras y disminuyen su velocidad de cristalización, aumentándose así la posibilidad de producirse pérdida de microcristales alargados a través de las telas de las centrífugas, produciéndose un decrecimiento de la capacidad industrial y la aparición de mieles con altas purezas.

El nivel de concentración de los diferentes AIS en los jugos de la caña de azúcar puede estar ligado a la variedad, madurez, tipo de cosecha y grado de deterioro de la caña. No obstante, la influencia de estos factores sobre la presencia y concentración de AIS en los jugos de caña no se conocía con certeza debido a la dificultad de aislar y determinar los AIS en soluciones con alta concentración de sacarosa. Estos azúcares, por lo general, se aíslan de los productos de la caña por separaciones cromatográficas sobre carbón activado, papel o filtración por Gel. Basándose en estas técnicas, han aparecido varios métodos para determinar la concentración de los oligosacáridos en los productos de la caña de azúcar. Debido a que todos estos métodos son trabajosos y lentos no han encontrado una amplia aceptación en el control de calidad en la industria azucarera.

No obstante, los oligosacáridos pueden separarse con buena resolución empleando columnas de HYDROMAG de 1x12 cm con un gradiente alcohólico. Ver Figura 1. Las partículas de HYDROMAG también permiten ser sometidas a los flujos y presiones de columnas de dimensiones tan grandes como 5x25 cm (15-20 cm3/min.) por más de 100 corridas, condiciones que permiten el aislamiento por elusión frontal de todos los oligosacáridos reportados en la Figura 1, en forma preparativa (>300 mg  de cada uno).  

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Los monosacáridos normalmente presentes en los jugos de caña o los producidos por hidrólisis de los polisacáridos y oligosacáridos presentes en la caña, pueden ser separados en unos minutos en una columna de HYDROMAGm de 1x12 cm corrida con alcohol al 90 %, como puede observarse en la Figura 2.   HYDROMAGposee partículas de hidroxiapatita especialmente modificadas superficialmente para optimizar su especificidad para los monosacáridos más comunes en los productos biológicos.     De contarse con estas columnas de HYDROMAGm en el laboratorio azucarero se podría con facilidad determinar el nivel de concentración de aquellos monosacáridos presentes en la caña y sus productos, que se ha demostrado determinan la eficiencia general de la fábrica como la D-Glucosa, la D-Fructosa y la D-Xilosa.

No obstante, para los laboratorios que se dedican a la investigación en el campo de la química de los carbohidratos, HYDROMAGm también resulta un material ideal para la separación de los monosacáridos en columnas abiertas usando muy bajas presiones, ver Figura 3.

Aunque la separación obtenida usando una columna de 1x12 cm resulta útil para la detección de los monosacáridos presentes en extractos biológicos e hidrolizados, en una columna mayor de este adsorbente, por ejemplo, de 1.5x25 cm, corrida a 4 cm3/minuto se puede lograr en aproximadamente una hora separar la mezcla de los 12 monosacárido anteriores con buena eficiencia y selectividad en aproximadamente 1 hora, no observándose en este caso el factor de capacidad inadecuado que presenta la separación realizada en la columna menor. Vea la Figura 4. Según estos resultados la selección de las dimensiones de la columna y del flujo de eluente puede realizarse entre los 12-25 cm y 2-4 ml / minuto, respectivamente, según los azúcares que se deseen separar y la resolución que se desee obtener.

Estos cromatogramas además de resultar una evidencia de las posibilidades de extender el uso de la hidroxiapatita para la separación cromatográfica de los monosacáridos, muestran en particular las propiedades del soporte cromatográfico HYDROMAG y su variante modificada superficialmente HYDROMAGm para la separación y aislamiento de los oligosacáridos y los monosacáridos, respectivamente.

El uso de la hidroxiapatita para la separación de mono- y oligosacáridos se presenta como una variante práctica y económica, al alcance de los laboratorios de control de calidad de la industria.

 

Próximamente se publicará una versión completa de este trabajo, vea nuestras publicaciones!

 

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