Métodos para alterar la reactividad de paredes de células vegetales.

Una fibra de algodón que comprende una pared celular, comprendiendo dicha pared celular oligosacáridos cargados positivamente seleccionados de oligómeros de N-acetilglucosamina

, quitina y oligo-glucosamina embebidos en la celulosa de dicha pared celular

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10075504.

Solicitante: Bayer CropScience NV .

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: J.E. Mommaertslaan 14 1831 Diegem BELGICA.

Inventor/es: KOCH, RAINHARD, DE BLOCK, MARC, MEULEWAETER,FRANK, ESSIGMANN,Bernd.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Células no diferenciadas humanas, animales o vegetales,... > C12N5/10 (Células modificadas por introducción de material genético extraño, p. ej. células transformadas por virus)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION;... > A01H5/00 (Plantas con flores, es decir, angiospermas)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION;... > Plantas con flores, es decir, angiospermas > A01H5/10 (Granos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Técnicas de mutación o de ingeniería genética;... > C12N15/82 (para células vegetales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Técnicas de mutación o de ingeniería genética;... > C12N15/54 (Transferasas (2))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Células no diferenciadas humanas, animales o vegetales,... > C12N5/04 (Células o tejidos vegetales)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > TRATAMIENTO DE TEXTILES O SIMILARES; LAVANDERIA;... > TRATAMIENTO, NO PREVISTO EN OTRO LUGAR EN LA CLASE... > Constitución química de fibras, hilos, hilados,... > D06M101/06 (celulósicas)

PDF original: ES-2461593_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Métodos para alterar la reactividad de paredes de células vegetales La presente invención se refiere a la modificación de la reactividad de las paredes de células vegetales, incluyendo paredes de células vegetales secundarias, particularmente como se pueden encontrar en fibras naturales de plantas productoras de fibras. En particular, la presente invención se refiere a fibras de algodón con reactividad alterada. La reactividad modificada se podría aplicar en métodos para teñir material derivado de planta que contiene pared celular tal como fibras naturales, usando colorantes reactivos con la fibra, para mejorar, por ejemplo, la durabilidad del color, o para reducir los volúmenes de efluentes gastados usados durante el proceso de tinción. La reactividad modificada se podría aplicar también para mejorar la reactividad de las fibras naturales con agentes reaccionantes tales como retardantes de la llama, agua, aceite y repelentes de la suciedad, agentes contra los pliegues, suavizantes, agentes antiestáticos, agentes de blanqueamiento fluorescente, etc.

Antecedentes de la invención Las fibras naturales, incluyendo fibras naturales que contienen celulosa procedentes de plantas, tales como algodón y lino, se han usado por la humanidad desde hace más de 5000 años. Sin embargo, las fibras que contienen celulosa natural no poseen la versatilidad química de las fibras sintéticas, debido a la naturaleza inerte relativa de la celulosa, que consiste en monómeros de glucosa enlazados !-1-4.

Esta naturaleza inerte relativa es, por ejemplo, manifiesta durante el proceso de tinción de fibras de algodón y tejidos. Generalmente se usan dos tipos de colorantes para teñir el algodón: los colorantes directos, y los colorantes reactivos con fibra, los cuales son ambos moléculas aniónicas. El propio algodón desarrolla una carga aniónica en agua, de modo que, sin tratamiento especial, la absorción de colorante por la fibra o el tejido es bastante elaborada.

Los colorantes directos crean un enlace de hidrógeno relativamente débil con el polímero de celulosa, formando una unión semipermanente. Los colorantes directos son más fáciles de usar y más baratos que los colorantes reactivos con fibra, pero no soportan bien el lavado. Los colorantes reactivos con fibra son moléculas que combinan cromóforos con un grupo reactivo que forma fuertes enlaces covalentes con la fibra por medio de la reacción con grupos hidroxilo. Los enlaces covalentes proporcionan una buena resistencia de la fibra teñida frente al lavado. La durabilidad del color se puede mejorar usando fijadores catiónicos.

Durante el proceso de tinción, se necesitan grandes cantidades de electrolitos para proteger los colorantes aniónicos frente a las cargas aniónicas de la fibra. Los colorantes sin reaccionar (hasta 40%) tienen que ser eliminados a través de una etapa de lavado conocida como arenado, generando grandes volúmenes de efluentes, que también contienen los electrolitos mencionados anteriormente.

Por lo tanto, la provisión de una carga eléctrica positiva a la fibra de celulosa, por ejemplo incorporando compuestos químicos cargados positivamente, podría mejorar la capacidad de coloración de las fibras de celulosa natural, así como mejorar cualquier reacción química de la fibra de celulosa modificada con compuestos químicos cargados negativamente. También haría posible el uso de colorantes ácidos.

Varias publicaciones han descrito la incorporación en o el revestimiento de oligómeros de quitosano en fibras de celulosa para obtener mezclas de quitosano/celulosa, hilos o tejidos. El quitosano es un polímero cargado positivamente de glucosamina, que se puede obtener mediante desacetilación de quitina, por ejemplo mediante tratamientos alcalinos. La propia quitina es un polímero de N-acetilglucosamina (GlcNac) enlazado !-1-4.

La solicitud de patente US 2003/0134120 describe el revestimiento de fibras naturales con quitosano.

Liu et al. (Carbohydrate Polymers 44 (2003) 233-238) describe un método para revestir fibras de algodón con quitosano, mediante oxidación del hilo de algodón con per y odato potásico a 60ºC en agua, y tratamiento subsiguiente con una disolución de quitosano en ácido acético acuoso. Con el revestimiento de quitosano, la superficie de la fibra de algodón se torna fisiológica y biológicamente activa. Puesto que la reactividad química del grupo amino es mayor que la del grupo hidroxilo de monómeros de celulosa, la fibra tiene más potencial para la modificación química adicional. Además, la superficie lisa de la fibra de algodón se torna áspera, sugiriendo un mayor potencial para la absorción de fármaco y la liberación controlada del mismo.

Basándose en la función fisiológica de quitosano para inhibir, por ejemplo, dermatofitos, muchas ropas, tejidos y fibras funcionales emplean fibras con mezcla de celulosa-quitosano, conjugados de fibra de celulosa con quitosano, y tejidos revestidos con resinas que contienen quitosano.

El documento WO 00/09729 describe la expresión de genes de quitina sintasa y de quitina desacetilada en plantas para alterar la pared celular para usos industriales y resistencia mejorada a enfermedades. Específicamente, los usos citados son: proporcionar una única fuente vegetal de celulosa, quitina y quitosano, incrementar la resistencia a la tracción, e incrementar la ruptura frágil. Los genes de quitina sintasa sugeridos específicamente derivan de organismos fúngicos. No se proporcionan datos experimentales sobre la producción de quitina o quitosano en las plantas, ni sobre la incorporación de los mismos en las paredes de células vegetales.

La técnica anterior sigue así careciendo de la provisión de métodos para obtener plantas a partir de las cuales se pueden aislar paredes de células vegetales, particularmente paredes celulares secundarias, tales como fibras naturales, que contengan grupos químicos cargados positivamente y/o grupos químicos que son más reactivos que los grupos hidroxilo de celulosa. La técnica anterior es también deficiente a la hora de proporcionar fibras que se pueden cosechar directamente de plantas y que contienen grupo y/o grupos químicos positivamente cargados que son más reactivos que los grupos hidroxilo de celulosa, que se pueden usar directamente sin la necesidad de tratamiento químico adicional para introducir tales grupos químicos. Estos y otros problemas se resuelven como se describe en lo sucesivo en las diferentes realizaciones, ejemplos y reivindicaciones.

Sumario de la invención La invención proporciona fibras de algodón, que comprenden una cantidad incrementada de polisacáridos u oligosacáridos, particularmente oligosacáridos cargados positivamente, tales como oligo-N-acetilglucosaminas u oligo-glucosaminas, preferiblemente oligómeros de N-acetilglucosamina o glucosamina con un grado de polimerización entre 3 y 10, particularmente entre 3 y 5. Tales fibras de algodón son obtenibles mediante los métodos descritos aquí. Estas fibras de algodón se pueden someter a modificación química adicional.

En una realización específica, la invención proporciona fibras de algodón que comprenden una cantidad incrementada de oligosacáridos cargados positivamente mencionados aquí. Las fibras de algodón se pueden usar como tales, o se pueden someter a modificación química adicional, incluyendo tinción. Estas fibras de algodón se pueden identificar, por ejemplo, a través de su unión incrementada de colorantes aniónicos, incluyendo Rojo Congo, a través de su unión incrementada de aglutinina de germen de trigo o a través de su reactividad incrementada con colorantes reactivos con amina cuando se comparan con fibras de algodón obtenidas a partir de plantas de algodón de una estirpe isogénica que no... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una fibra de algodón que comprende una pared celular, comprendiendo dicha pared celular oligosacáridos cargados positivamente seleccionados de oligómeros de N-acetilglucosamina, quitina y oligo-glucosamina embebidos en la celulosa de dicha pared celular.

2. La fibra de algodón de la reivindicación 1, en la que los oligómeros de N-acetilglucosamina son quitooligosacáridos, y en la que la concentración de dichos quitooligosacáridos es al menos 0, 1 ∀g/g del material de la pared celular.

3. La fibra de algodón de la reivindicación 2, en la que el contenido de dichos oligómeros de N-acetilglucosamina o quitina o glucosamina es tal que, en comparación con material de pared celular de control, se observa un incremento 10 de la tinción por Rojo Congo en al menos 5%.

4. La fibra de algodón de la reivindicación 1, en la que dichas oligo-N acetilglucosaminas u oligo-glucosaminas tienen un grado de polimerización entre 3 y 10.

Figura 1 Figura 1 continuación Figura 2 Figura 2 continuación