Evaluation of the Enzymatic Hydrolysis of Wet White Assisted with Ultrasound to Obtain Hydrolyzed Collagen

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Autores

Leidy Yaneth Almonacid-Jiménez https://orcid.org/0000-0003-3167-3737
Juan Sebastián Vallejo-Rodríguez https://orcid.org/0000-0002-2290-2182
Rafael Nikolay Agudelo-Valencia, M.Sc. https://orcid.org/0000-0002-6646-7725
Javier Adolfo Hernández-Fernández, Ph. D. (c) https://orcid.org/0000-0001-8442-9266
Óscar Leonardo Ortiz-Medina, Ph. D. https://orcid.org/0000-0001-5587-5654
Diana Paola Ovalle-González https://orcid.org/0000-0001-9832-1010

Abstract

The present investigation focuses on the evaluation of the enzymatic hydrolysis method assisted by ultrasound in obtaining hydrolyzed collagen from the use of the residue (wet white) from leather tanned with glutaraldehyde, in order to minimize the generation of environmental impacts that have occurred for such material. The effect of pH of the solution, enzyme dose, intensity of applied ultrasound, and temperature of the mixture were evaluated, keeping constant the initial mass of wet white, volume of water and reaction time. The experimental results indicate that for pH 9 doses of enzyme Tan G Plus 0.00012 kg, temperature of 313.15 K and intensity of ultrasound of 40 % it is possible to degrade the material and denature the protein, obtaining a hydrolyzed collagen weight concentration of 3.013 kg / m3, for each kilogram of material used, which represents a 3.0% mass recovery of wet white. It is observed that the most representative variables for the analyzed process are the pH and the temperature, giving a higher performance to the process allowing get a higher amount of hydrolyzed protein.

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References

[1] Universidad Nacional del Nordeste, Hipertextos del Área de la biología, 2002. Available at: http://www.biologia.edu.ar/tesis/forcillo/pdf/impacto_de_los_residuos.pdf.

[2] L. A. Artuz, M. S. Matínez, and C. J. Morales, “Las industrias curtiembres y su incidencia en la contaminación del río Bogotá,” Isocuanta, vol. 1 (1), pp. 45-53, 2011.

[3] J. Kanagaraj, T. Senthilvelan, R. C. Panda, and S. Kavitha, “Eco-friendly Waste Management Strategies for Greener Environment towards Sustainable Development in Leather Industry: A Comprehensive Review,” Journal of Cleaner Production, vol. 89, pp. 1-17, Feb. 2015. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.11.013.

[4] J. Barros, “Los trabajadores del cuero que le apuestan al resurgir del río Bogotá.” Semana Sostenible, 2018. Available at: https://sostenibilidad.semana.com/impacto/articulo/rio-bogota-curtidores-de-villapinzon-y-choconta-dejaron-de-contaminar/39611.

[5] Z. V. Rojas Amaya, Estudio economico-financiero del aprovechamiento de las grasas extraidas del residuo de descarne ‘unche’ derivado del proceso de curticion en el municipio de Villapinzón, Cundinamarca, Thesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C., Colombia, 2010. Available at: http://www.bdigital.unal.edu.co/3052/1/790655.2010.pdf.

[6] J. Borges Vilches, Propuesta tecnológica para el curtido de pieles en la tenería “Patricio”, Thesis, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Santa Clara, Cuba, 2016. Available at: http://dspace.uclv.edu.cu/bitstream/handle/123456789/7339/JESSICA%20BORGES%20VILCHES.pdf?sequence=1&isAllowed=y.

[7] P. Abello Navas, A. Dougall, J. Mandl, and P. Sessa, Reconversión industrial de curtiembres ubicadas en la cuenca Matanza-Riachuelo, Thesis, Instituto Tecnológico de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina, 2012.

[8] S. Gorleri, Indumentaria sustentable-indumentaria con cuero reutilizado, Thesis Universidad de Palermo, Buenos Aires, Argentina, 2016. Available at: https://fido.palermo.edu/servicios_dyc/proyectograduacion/archivos/4153.pdf.

[9] V. Segarra, Nuevas tecnologías del cuero aplicadas al calzado. Alicante, España: Instituto Tecnológico del Calzado y Coneexas INESCOP, 2008.

[10] M. I. Viracocha Mejía, Evaluación del efecto de tres niveles de sulfato de aluminio y extracto de guarango al 20 % en la curtición de piel de tilapia roja (Oreochromis sp.), Thesis, Universidad de las Fuerzas Armadas, Santo Domingo de los Tsachilas, Ecuador, 2015.

[11] E. Comes Ribera, Piel vacuna. Barcelona: Cromogenia Linits, 2017, p. 108.

[12] J. P. Orgel, A. Miller, T. C. Irving, R. F. Fischetti, A. P. Hammersley, and T. J. Wess, “The in situ Supermolecular Structure of Type I Collagen,” Structure, vol. 9 (11), pp. 1061-1069, 2001. https://doi.org/10.1016/S0969-2126(01)00669-4.

[13] P. Selvakumar, T. C. Ling, A. D. Covington, and A. Lyddiatt, “Enzymatic Hydrolysis of Bovine Hide and Recovery of Collagen Hydrolysate in Aqueous Two-Phase Systems,” Separation and Purification Technology, vol. 89, pp. 282-287, Mar. 2012. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2012.01.046.

[14] R. Paul, J. M. Adzet, M. Brouta-Agnésa, S. Balsells, and H. Esteve, “Hydrolyzed Collagen: A Novel Additive in Cotton and Leather Dyeing,” Dyes and Pigments, vol. 94 (3), pp. 475-480, 2012. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2012.02.003.

[15] J. Beltrán Ramírez, Valoración de la innovación tecnológica del proceso de obtención de colágeno a partir de piel de tilapia, Thesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C., Colombia, 2011.

[16] A. T. Gaona Camacho, and E. A. Pardo Lozano, Implementación de un sistema tecnificado para la valorización de residuos sólidos orgánicos mediante compostaje aplicado a agricultura sostenible en la reserva natural de la sociedad civil Tenasucá, de pedro palo (Tena, Cundinamarca, Colombia), Thesis, Universidad Santo Tomás, Bogotá D.C., Colombia, 2014.

[17] M. F. Jordán Núñez, Obtención de colágeno por hidrólisis alcalina-enzimática del residuo de wet blue en el proceso de curtición, Thesis, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, 2011.

[18] A. C. Nieto Cortés, and A. C. Pedraza Grosso, Evaluación del proceso enzimático para la producción de hidrolizado de colágeno a partir de las virutas de cuero “Wet Blue”, Thesis, Universidad Jorge Tadeo Lozano, Bogotá D.C., Colombia, 2017.

[19] S. Jian, T. Wenyi, and C. Wuyong, “Ultrasound-Accelerated Enzymatic Hydrolysis of Solid Leather Waste,” Journal of Cleaner Production, vol. 16 (5), pp. 591-597, Mar. 2008. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2006.12.005.

[20] Y. Campo Vera, D. C. Villada Castillo, and J. D. Meneses Ortega, Efecto del pre-tratamiento con ultrasonido en la extracción de peptina contenida en el albedo del Maracuyá,” Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, vol. 14 (1), pp. 103-109, Jan. 2016. http://dx.doi.org/10.18684/BSAA(14)103-109.

[21] T. Polischuk, E. Buchhamer, J. Navoni, C. Giménez, and E. Villaamil Lepori, Digestión enzimática por ultrasonidos para la determinación de arsénico total en alimentos cocidos: estudio preliminar, 2012. Available at: http://www.frre.utn.edu.ar/iijcyt/clean/files/get/item/2202.

[22] J. C. Pestaña Pérez, and J. M. López Rojas, Uso de proteasas a nivel industrial, 2017. Available at: http://www.colmayor.edu.co/archivos/25_uso_de_proteasas_a_nivel_in_mnime.pdf.

[23] C. M. Reyes Mena, Recuperación de colágeno libre de cromo de los residuos sólidos de postcurtición en la industria del cuero, Thesis, Universidad de las Américas, Ambato, Ecuador, 2016.

[24] PMI-Labortechnik, Wisd Laboratory Equipment Ultrasonic Cleaners WiseClean WUC Digital Ultrasonic Cleaner-set, 2010. Available at: http://www.pmi-labortechnik.ch/wiseclean-wuc-digital-ultrasonic-cleaner-set-p-74.html?language=en.

[25] H. Gutiérrez Pulido, and R. De la Vara Salazar, Análisis y diseño de experimentos, 2.ª ed., México D.F: McGraw-Hill Interamericana, 2008, p. 564.

[26] M. M. Bradford, “A Rapid and Sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein-Dye Binding,” Analytical Biochemistry, vol. 72 (1-2), pp. 248-254, May. 1976. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3.

[27] J. C. Serrano Gaona, Estandarización de un proceso de extracción de colágeno a partir de los residuos de fileteo de tilapia (Oreochromis sp) y cachama (Piaractus brachypomus), Thesis, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C., Colombia, 2011.

[28] O. A. Figueroa, J. E. Zapata, and C. P. Sánchez, “Optimización de la hidrólisis enzimática de proteínas de plasma bovino,” Información Tecnológica, vol. 27 (2), pp. 39-52, 2016. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642016000200006.

[29] J. G. Carrillo Soto, M. Candia Plata, R. E. Lugo Sepúlveda, E. Espinoza Ojeda, and J. A. Noriega Rodríguez, “Evaluación de procedimientos de tinción para el análisis de proteínas por electroforesis (SDS-PAGE),” Invurnus, vol. 8 (1), pp. 19-26, 2013.

[30] A. B. M. Inc., Manual Instruction: Protein Markers-G266, Opti-Protein XL Marker. 2018.

[31] J. VIcéns Otero, A. Herrate Sánchez, and E. Medina Moral. Análisis de varianza (ANOVA), 2005. Available at: http://www.uam.es/departamentos/economicas/econapli/anova.pdf.

[32] C. L. Simbaña Camino, Estudio de propiedades físicas y funcionales de un hidrolizado enzimático de proteína de chocho a escala piloto y su aplicación como fertilizante, Thesis, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador, 2011.

[33] C. Salazar Posada, A. López Padilla, and J. A. Cano Salazar, “Efecto del pH y la temperatura en la hidrólisis enzimática de subproductos de la industria bovina,” Revista Lasallista de Investigación, vol. 9 (2), pp. 26-33, 2012.

[34] K. Gómez Lizárraga, C. Piña Barba, and N. Rodríguez Fuentes, “Obtención y caracterización de colágeno tipo I a partir de tendón bovino,” Superficies y Vacío, vol. 24 (4), pp. 137-140, 2011.

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