Industria farmacéutica

Grupo #4

Obtención de colágeno hidrolizado como materia prima para la industria farmacéutica

Colágeno hidrolizado

El colágeno hidrolizado es un suplemento alimenticio elaborado a partir de partes animales, como huesos bovinos y escamas de pescado. Está presente en forma de cápsulas o como polvo nutricional. En este caso se obtiene a partir de los tarsos de pollo.

El colágeno es una proteína que se encuentra abundantemente en el cuerpo, naturalmente, dado que constituye el 75% del peso seco de la piel. Forma tejido conectivo, como piel, tendones, cartílagos, órganos y huesos; y además, desempeña un papel fundamental en la estructura y función de las células y tejidos del cuerpo, como los vasos sanguíneos, la córnea, las encías y el cuero cabelludo.

Cuando el colágeno se hidroliza, se descompone en partículas más pequeñas y fáciles de procesar. Esas partículas se utilizan en productos diseñados para curar todo, desde la piel por fuera hasta el dolor en las articulaciones por dentro.

Los suplementos de colágeno hidrolizado han ganado popularidad entre las personas que buscan dar a su piel una apariencia más joven, aliviar el dolor articular o mejorar la salud ósea. También se ha utilizado en ensayos clínicos como complemento para promover la cicatrización de heridas después de una quemadura.

El proceso para la obtención del colágeno se basa en la solubilidad que presentan las principales proteínas presentes en los tejidos.

Los equipos requeridos para obtener gelatina a partir de tarsos de pollo, son los mismos que se utilizan con los huesos de ganado. La gelatina, proteína soluble en agua, se obtiene mediante la hidrólisis del colágeno, que es la proteína que se encuentra en el tejido conectivo de la piel, tendones, huesos y cartílagos. El rendimiento de la producción de la gelatina y su calidad dependen de la edad del animal, de la fuente de materia prima y del proceso empleado en su fabricación.

Los huesos y en especial los tarsos de pollo como materia prima para este fin, deben recibir el mismo cuidado higiénico-sanitario

COLAGENO

El colágeno es una molécula proteica o proteína que forma fibras, las fibras colágenas. Estas se encuentran en todos los animales. Son secretadas por las células del tejido conjuntivo como los fibroblastos, así como por otros tipos celulares. Es el componente más abundante de la piel y de los huesos, cubriendo un 25 % de la masa total de proteínas en los mamíferos.

El colágeno es la proteína más abundante en el cuerpo humano (representa el 25% de la proteína corporal total). El ser humano tiene 28 colágenos diferentes y 42 genes que codifican cadenas de colágeno. Algunos de los colágenos más abundantes forman fibrillas; otros forman extensas redes o tienen funciones más especializadas.

PRINCIPALES TIPOS DE COLÁGENO

Existen diferentes tipos dependiendo de la ubicación y del tejido del que forman parte:
COLÁGENO TIPO I: Abundante en la dermis, hueso, tendón y córnea. Su función principal es la de resistencia al estiramiento.
COLÁGENO TIPO II: Localizado sobre todo en el cartílago formando fibrillas finas. Es sintetizado por los condrocitos que se encargan de mantener la matriz cartilaginosa. Su función principal es la resistencia a la presión intermitente. Este tipo es el más utilizado en los suplementos y estudios revisados para curar o mantener la salud en las articulaciones.

Uso del colágeno en la industria

La principal aplicación del colágeno en la industria farmacéutica y cosmética es el tratamiento de arrugas, desaparición de manchas de la piel y el encapsulamiento de medicamentos lo que facilita la administración y dosificación del mismo. De igual manera, se ha utilizado en la fabricación de productos cosméticos para el fortalecimiento del cabello y la reducción de horquilla y producción de cremas dermatológicas. También puede ser usado como agente emulsificante, estabilizante, o para mejorar algunas características como textura y capacidad de retención de agua llevando la piel a un grado de hidratación que puede retardar la aparición de arrugas y disminuir los desgastes provenientes de la exposición al agua sol.

CISTEÍNA

La cisteína es un aminoácido no esencial, lo que significa que nuestro propio cuerpo lo sintetiza. Actúa conjuntamente con la cistina y tiene propiedades desintoxicantes, de manera que elimina toxinas y sustancias tóxicas del organismo.

La cisteína se encuentra en alimentos con alto contenido proteico, algunos de ellos son:

ORIGEN ANIMAL: carne de cerdo, embutidos, pollo, pato, huevos, leche, queso, requesón, yogur y pescado.

ORIGEN VEGETAL: ajo, arroz integral, brócoli, cebolla, cereales integrales, coles de Bruselas, frutos secos, germen de trigo, legumbres, levadura de cerveza, pimiento rojo, semillas y soja.

LA HIDRÓLISIS

La hidrólisis es una reacción química en la que moléculas de agua (H₂O) se dividen en sus átomos componentes (hidrógeno y oxígeno). A su vez, en el proceso de hidrólisis, los átomos que componen las moléculas de agua pasan a formar enlaces químicos con la sustancia que reacciona con el agua. La hidrólisis es una reacción muy importante, pues el agua es el disolvente más usado mundialmente

Hidrolisis alcalina

La Hidrólisis Alcalina es un proceso que se realiza con agua a temperaturas entre 150 y 180 Grados Centígrados y para acelerar dicho proceso se agrega Hidróxido de Potasio (KOH), el cual es un agente activo para descomponer material biológico tales como: proteínas, ácidos, nucleicos, carbohidratos y lípidos en una solución a base de agua estéril compuesta de aminoácidos y azucares.

DIGESTIBILIDAD DEL COLÁGENO (HIDROLIZADO vs. NO HIDROLIZADO)

Para su dispensación como suplemento, es muy relevante conocer la digestibilidad de los diferentes suplementos que existen en el mercado. En estado natural el colágeno es una macroestructura insoluble en agua. Sin embargo, al elevarse la temperatura, se provoca la disociación de las fibrillas y separación de las hélices, obteniéndose cadenas de proteínas individuales, aunque conservan su estructura helicoidal. Si se continúa calentando, se pierde la estructura helicoidal y se obtiene una estructura orientada al azar en la que todas las cadenas interactúan. Ésta se conoce como gelatina. La temperatura a la que la mitad de las moléculas de colágeno disuelto han perdido su estructura helicoidal se le denomina “temperatura de fusión” (Tm).

BALANCE DE MASA

Se define como una contabilidad de entradas y salidas de masa en un proceso o, de una parte, de éste. No es más que la aplicación de la ley de conservación de la masa que expresa

“La masa no se crea ni se destruye”. La realización del balance es importante para el cálculo del tamaño de los equipos de un proceso que se emplean y por ende para evaluar sus costos.

BALANCE ENERGÉTICO

Un balance de energía es una contabilidad de los aportes y del consumo de energía por parte de un sistema a estudiar. Se trata de conocer los cambios del nivel de energía de un sistema.

El balance de energía presenta varias aplicaciones importantes, entre las cuales podemos destacar las siguientes:

· Lograr una producción efectiva del calor.

· Recuperar y utilizar efectivamente el calor.

· Determinar el consumo de combustibles.

· Calcular la cantidad de energía necesaria para un sistema. Tipos de energía.

DESCRIPCION DEL PROCESO

Para la obtención del colágeno se ha seleccionado como materia prima (tarsos de pollo). Posteriormente los tarsos pasan por una trituradora y después al lavado de con agua potable con el fin de eliminar restos de sangre y cualquier otra materia extraña que interfiera con el producto final. Luego pasa a un tanque para el proceso de hidrolisis, donde interviene una solución de hidróxido de sodio al 25% de concentración durante 6 a 8 horas.

luego a la operación de hidrolisis se realiza el lavado del contenido pasando a la neutralización con ácido acético hasta alcanzar un pH de 8.

Posterior mente se lleva a un separador con intervención de agua a una temperatura de 80ºC para la extracción del colágeno, donde es filtrado. Por último, el colágeno filtrado pasa a una caldera para llevarlo a un volumen reducido y posteriormente al proceso de secado y molido, obteniendo colágeno como materia para su uso farmacéutico.