The effect of deproteinization methods on the properties of glucosamine hydrochloride from shells of white leg shrimp (Litopenaeus vannamei) and black tiger shrimp (Penaeus monodon) / Efeito de métodos de desproteinização nas propriedades do cloridrato de glucosamina de cascas de camarão de pernas brancas (Litopenaeus vannamei) e cascas de camarão de tigre preto (Penaeus monodon)

ABSTRACT: The effect of methods to remove protein content on the properties of glucosamine hydrochloride from the shells of white leg shrimp (Litopenaeus vannamei) and black tiger shrimp (Penaeus monodon) was investigated. Chitin from shrimp shells was obtained by demineralization in 6% HCl for 12h, deproteinization by two different methods (first group soaked in 8% NaOH for 36h and second group treated in Alcalase enzyme at the concentration of 0.2% for 36h). Two group samples were converted to glucosamine hydrochloride by soaking in 36.76% HCl solution for 5h at 85 °C. The results of fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), solubility and recovery yield analysis showed that deproteinization methods did not significantly affect the properties of glucosamine hydrochloride. However, glucosamine hydrochloride from white leg shrimp shells contained higher recovery yield and solubility than black tiger shrimp shells.

RESUMO: Investigou-se o efeito de métodos para remover o conteúdo de proteínas nas propriedades do cloridrato de glucosamina das conchas de camarão de pernas brancas (Litopenaeus vannamei) e camarão de tigre preto (Penaeus monodon). A quitina das cascas de camarão foi obtida por desmineralização em HCl a 6% por 12 h, desproteinização por dois métodos diferentes (primeiro grupo embebido em NaOH a 8% por 36 h e segundo grupo tratado na enzima Alcalase na concentração de 0,2% por 36 h). Duas amostras de grupo foram convertidas em cloridrato de glucosamina por imersão em solução de 12M HCl por 5 h a 85 °C. Os resultados das análises de FTIR, solubilidade e rendimento de recuperação mostraram que os métodos de desproteinização não afetaram significativamente as propriedades do cloridrato de glucosamina. No entanto, o cloridrato de glucosamina de cascas de camarão de pernas brancas continha maior rendimento e solubilidade de recuperação do que as cascas de camarão tigre preto.

Sustainable production with obtaining glucosamine from crab exoskeletons / Produção sustentável para obtenção de glucosamina a partir de exoesqueletos de caranguejo

ABSTRACT: Two chemical treatments, five enzymatic (pectinase, lipase, hemicellulase, hemicellulose-cellulase or lipase-pectinase) and one microbiological (Bacillus subtilis) treatment were evaluated to obtain glucosamine hydrochloride (Gluc-HCl) from the chitin obtained from crab (Callinectes bellicosus) exoskeletons. Chemical treatments were referred as Method A (HCl hydrolysis during 75 min at 90°C) and Method B (HCl hydrolysis during 20 min and 14 h of rest). Glucosamine and, in some cases, N-acetyl-D-glucosamine were identified and quantified by HPLC. Treatments with the greater concentrations of Gluc-HCl in descending order were: lipase (94.4 mg/g), microbiological (45.7 mg/g), lipase-pectinase (22.9 mg/g), hemicellulase-cellulase (20.9 mg/g), hemicellulase (15.3 mg/g), pectinase (10.7 mg/g), Chemical A (7.3mg/g) and Chemical B (7.3mg/g). In terms of yield, the best treatments in descending order were: pectinase (94%), microbiological (94%), hemicellulase (92%), lipase (91%), Chemical B (88%), lipase-pectinase (88%), hemicellulase-cellulase (86%) and Chemical A (28.5%). The two most profound treatments were lipase and microbiological, so they are proposed as part of a viable method to produce Gluc-HCl from crab exoskeletons; they are ecofriendly procedures and could add value to the crab´s productive chain.

RESUMO: Dois tratamentos químicos, cinco enzimáticos (pectinase, lipase, hemicelulase, hemicelulose-celulase ou lipase-pectinase) e um microbiológico (Bacillus subtilis) foram avaliados para obter o cloridrato de glucosamina (Gluc-HCl) da quitina obtida a partir de exoesqueletos de caranguejo (Callinectes. Bellicosus). Os dois tratamentos químicos foram nomeados como método A (hidrólise de HCl para 75 min a 90 °C) e método B (hidrólise de HCl para 20 min e 14 h de repouso). A Glucosamina e, em alguns casos, N-acetil-D-glucosamina foram identificados e quantificados por HPLC. Os tratamentos em que as melhores concentrações de Glucosamina-HCl foram obtidas, em ordem decrescente: lipase (94,4 mg/g), microbiológica (45,7 mg/g), lipase-pectinase (22,9 mg/g), hemicelulase-celulase (20,9 mg/g), hemicelulase (15,3 mg/g), pectinase (10,7mg/g), Quïmica A (7,3 mg/g) e Quïmica B (7,3 mg/g). Em termos de produtividade, os melhores tratamentos em ordem decrescente foram: pectinase (94%), microbiológica (94%), hemicelulase (92%), lipase (91%), química B (88%), lipase-pectinase (88%), hemicelulase- celulase (86%) e produto químico A (28,5%). Os dois melhores tratamentos foram lipase e microbiológicos, propostos como método viável para obtenção de Gluc-HCl a partir de exoesqueletos de caranguejo; cumprem procedimentos ecologicamente corretos e podem agregar valor à cadeia produtiva do caranguejo.