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TINTURA CON COLORANTE NATURAL (Ximenia americana)
Y ENZIMA LACASA
Escobar G.(1); Fernández M.(1); Zunino C.(1); Álvarez H.(1); Tzanov T.(2)
(1)INTI Textiles, (2) Universidad Politécnica de Cataluña
[email protected]
1. Objetivo del Proyecto
Aumentar la intensidad de color de un colorante natural de baja
coloración, utilizando una enzima de la familia de las lacasas.
2. Descripción del Proyecto
La utilización de enzimas aplicadas a procesos de pretratamiento,
blanqueo y tinción, está dirigida a lograr el efecto deseado en el
producto textil, con el beneficio de reducir el consumo energético, el
uso de productos químicos y otros factores implicados en dichos
procesos.
La enzima lacasa es una fenoloxidasa, que cataliza la oxidación de
un amplio espectro de compuestos fenólicos y aminas aromáticas
utilizando el oxígeno molecular como aceptor de electrones,
reduciéndolo a agua [1,2]. Debido a su capacidad de oxidación se
emplea en industrias como la cosmética, alimenticia y textil.
El uso de enzimas para sintetizar colorantes "in situ" podría ser un
método eficiente para el teñido de artículos textiles, controlando las
condiciones del proceso, en términos de productos químicos, pH, y
temperatura. [3]
En este trabajo se utiliza la enzima lacasa de Trametes versicolor ≥
10 U/mg (Sigma) para el teñido de fibras de lana. El colorante se
obtiene por extracción acuosa de la raíz de Ximena americana.
Determinación de la actividad enzimática
Se determinó la actividad de la lacasa espectrofotométricamente
con un espectrofotómetro UV-visible Evolution 600 Thermo
Scientific.
Se
empleó
ABTS
(ácido
2,2'-azino-bis-(3etillbenzotiazolin-6-sulfonico) como sustrato y se midió el incremento
de la absorbancia a 420 nm, usando un coeficiente de extinción
molar de 36000 M1 x cm-1. Una unidad de lacasa (U) es la cantidad
de enzima necesaria para producir 1µmol de ABTS oxidado en un
minuto. Además se determinó la estabilidad de la enzima con
respecto al pH (3.5 a 6.5) y la temperatura (30 a 70 ºC).
La actividad enzimática de la lacasa de Trametes versicolor
determinada fue 11.8 U. Se observa un máximo de actividad a un
pH de 3.5 y una temperatura óptima de 35 ºC.
Proceso de tintura
Se tiñeron muestras de 5 g de tejido de lana, en un equipo de tintura
Labomat de Mathis. Las condiciones de tintura se indican en la
tabla 1.
Los tejidos fueron humectados previamente a la tinción.
Condiciones de tintura
rpm
Gradiente (ºC/min)
Tiempo 1 (min)
Tiempo 2 (min)
20
3
15
60
Receta
Ximena americana
1
1.0%
4
1.0%
7
1.0%
Enzima
Ácido acético
0.1%
1ml/l
0.1%
1ml/l
1ml/l
Tabla 2: recetas de tintura.
En la receta 1 se agregó colorante, enzima y ácido acético en el
inicio de la tintura (tiempo: 0) y la muestra a los 25 minutos. En esta
experiencia se pretende generar una oxidación del colorante previa
al proceso de teñido.
En la receta 4 se agregó colorante, enzima, ácido acético y muestra
al inicio de la tintura (tiempo: 0). De esta manera se logra una
oxidación "in situ" del colorante.
En la receta 7 se agregó colorante, ácido acético y muestra, sin la
enzima, al inicio de la tintura (tiempo: 0), siendo esta experiencia
control del proceso.
Coordenadas de color CIE
Se tomaron las mediciones para las recetas de tintura, los datos se
indican en las tablas 3 y 4.
Equipo espectrofotómetro Modelo 650 de Datacolor. Características:
doble haz; geometría: d/8º. Condiciones de calibración:
especularidad: incluida, UV incluido, abertura 30mm. Número de
mediciones por muestra: 6.
Coordenadas rectangulares: L* representa la claridad; a* representa
el componente cromático rojo-verde; b* representa el componente
cromático amarillo-azul.
Receta
Iluminante D65/10º
L*
a*
b*
1
59.59
8.58
13.48
4
58.75
8.91
14.07
7
63.14
8.05
13.88
Tabla 3: coordenadas de color.
Recetas
DE*
7 vs 1
7 vs 4
4 vs 1
3.60
4.47
1.09
Tabla 4: diferencia de color CIE: DE* (Iluminante D65/10º).
Bibliografia
[1] Li K, Xu F, Ericsson K. Comparison of fungal laccases and redox mediators in oxidation
of a nonphenolic lignin model compound. Appl Environ Microbiol 1999;65:2654–60.
[2] Robles A, Lucas R, de Cienfuegos AG, Galvez A. Phenol-oxidase (Laccase) activity in
strains of the hypomycete Chalara paradoxa isolated from olive mill wastewater disposal
ponds. Enzyme Microb Technol 2000;26:484–90.
[3] Tzanov T, Diaz Blanco C. Dyeing properties, synthesis, isolation and characterization of
an in situ generated phenolic pigment, covalently bound to cotton. Enzyme Microb Technol
2009:44:380-385.
Tabla 1: condiciones de tintura.
3. Logros y resultados del Proyecto
Se observa un aumento del color en las muestras teñidas donde
se empleó la lacasa para el colorante extraído de la Ximenia
americana.
Este resultado se obtuvo en condiciones aproximadas al máximo
de actividad de la enzima utilizada, 80 %, debido a la situación de
compromiso entre lograr una buena subida del colorante sin
desactivar la enzima.
La muestra teñida según la receta 7 presenta diferencias de color
con respecto a aquellas teñidas según las recetas 1 y 4. Empero,
las muestras teñidas según las recetas 4 y 1 no presentan entre
sí diferencias de color apreciables.
Trabajos a futuro: se medirá el agotamiento del colorante en el
proceso tintóreo, la solidez del color y se evaluarán recetas de
teñido a menor temperatura.
Se intentará determinar los cambios estructurales y/o funcionales
que la enzima produce en este y otros colorantes.