MXPA04000351A - Productos basados en queratina y metodos para su produccion. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un procedimiento para solubilizar queratinas a partir de material de partida que contenga queratina, tal como plumas de aves de corral. Las queratinas se pueden solubilizar utilizando un sulfuro bajo condiciones alcalinas. Durante el procedimiento los residuos cisteina de las queratinas solubilizadas se modifican parcialmente, por ejemplo, mediante alquilacion. Las condiciones de solubilizacion y modificacion parcial se eligen de modo tal que las queratinas tambien se hidrolizan parcialmente. Las queratinas parcialmente modificadas y parcialmente hidrolizadas se pueden utilizar, por ejemplo, como dispersiones estables para la produccion de peliculas y revestimientos mediante vaciado.

Description

PRODUCTOS BASADOS EN QUERATINA Y METODOS PARA SU PRODUCCIÓN CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a productos novedosos derivados de queratinas. En particular, la invención se refiere a productos que se obtienen a partir de fuentes naturales de queratina y fibras de queratina, tales como plumas de aves de corral. La invención también se refiere a métodos para la preparación de dichos productos derivados de queratina y a los usos de dichos productos derivados de queratina.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las plumas son un producto de desecho importante de la industria avícola, produciéndose alrededor de 4 millones de toneladas por año en todo el mundo. Aunque cantidades menores de las mismas encuentran uso por ejemplo en vestido, aislamiento y materiales para cama, así como una cantidad más grande en la preparación de harina de pluma para la producción de alimentos para animales, en la actualidad existen aplicaciones insuficientes (económicamente interesantes) para dichas cantidades grandes de plumas. En cuanto a las razones ambientales, enterrar o quemar las plumas no siempre es una alternativa práctica; estas cantidades de plumas de desecho presentan un problema de eliminación difícil para industrias tales como la industria avícola. Por lo tanto, es un objetivo general de la invención proveer una gama de usos económicamente viables para las plumas de desecho, así como proveer procedimientos mediante los cuales dichas plumas de desecho puedan ser aplicadas en dichos usos. Las plumas consisten principalmente de un material de proteína fibrosa llamada queratina. Las queratinas son proteínas insolubles en agua y resistentes a proteasa que tienen un peso molecular de aproximadamente 10 kDa . Como se muestra en la figura 1, cada molécula de queratina - indicada como (A) en la figura 1 - consiste de una parte central (ß) la cual forma una lámina ß cristalina, y dos extremos de cadena ordenados al azar, indicados como (N) y (C) respectivamente. En la pluma, las partes centrales (ß) de queratinas múltiples se unen para formar una denominada raicrofibrilla (B) de aproximadamente 30 X 10"4 mieras (30 angstroms) de diámetro. Los extremos de cadena (C) y (N) contienen entrelazamientos intra-cadena e inter-cadena en forma de aminoácidos (cisteína) diméricos unidos por puentes disulfuro y forman la matriz amorfa en la cual se incrusta la microfibrilla . Los puentes disulfuro (C) y la organización molecular de las proteínas en las plumas imparten insolubilidad y resistencia contra la mayoría de enzimas proteolí ticas . Ya existe una cantidad extensa de técnica antecedente relacionada a las queratinas, hidrolizados de queratina y productos derivados de las queratinas, así como a la preparación y usos de los mismos. En especial, las industrias cosmética y de textiles están interesadas en productos derivados de queratina para estilizar y modificar el cabello y la lana. Los champúes y barnices para uña que contienen queratina hidrolizada son solo ejemplos de formulaciones de la técnica antecedente que hacen uso de las queratinas . Aún cuando estas aplicaciones son numerosas, estas son básicamente formulaciones de producto que utilizan en su mayoría queratina hidrolizada como uno de los componentes. Dichos productos tienen un valor agregado bajo y únicamente son de uso limitado. La técnica antecedente en la cual las queratinas son utilizadas como un polímero en películas o revestimientos es mucho menos abundante, como se hace evidente a partir de una revisión de ésta técnica en la tesis de uno de los inventores (P. Schrooyen: "Feather keratins : modification and film formation", 1999, tesis de la Universidad de Twente, Enschede, Los Países Bajos) . En términos generales, de conformidad con los procedimientos descritos en dicha referencia, las queratinas insolubles se extraen de su fuente natural y se solubilizan, por ejemplo, en un medio acuoso. Normalmente, dicha extracción/solubilización implica por lo menos el rompimiento de los puentes disulfuro (C) , lo cual disocia las microf ibrillas (B) para proveer las moléculas de queratina separada (A) . Dependiendo de las condiciones utilizadas, la extracción/solubilización podría implicar también la hidrólisis/degradación de las moléculas de queratina (?) mismas, es decir, el corte de los enlaces peptídicos entre los aminoácidos que forman la (s) molécula (s) de queratina (A) . Se ha reportado que la disociación de los puentes disulfuro se logra mediante oxidación de los puentes disulfuro con per cidos orgánicos para formar grupos de ácido sulfónico; mediante sulfitolísis de los enlaces disulfuro para formar grupos S- sul fonato ; o mediante reducción de los puentes disulfuro con compuestos tipo tiol tales como 2 -mercaptoetanol , ditiotreitol (DTT) o ditioeritritol ; o mediante tratamiento con sulfuros de metal alcalino tal como solución de sulfuro de sodio. Por lo general, el propósito de los procedimientos de la técnica antecedente es proveer un producto derivado de queratina que sea soluble en medio acuoso, por ejemplo, una solución de queratina (s) o de hidrolizado de queratina. Para este fin, la técnica describe la modificación de los puentes disulfuro disociados para evitar que se vuelvan a formar los puentes y/o el uso de aditivos específicos para mantener las queratinas en solución o para de alguna otra manera estabilizar las soluciones de queratina, tales como hidróxidos de metal alcalino, urea, clorhidrato de guanidina, 2-mercaptoetanol o tioglicolato . Por ejemplo, el documento US-A-3 , 464 , 825 describe un procedimiento en el cual las queratinas se extraen a partir de las plumas utilizando una solución de sulfuro de metal alcalino, tal como una solución de Na2S. La solución de queratina obtenida de esta manera se trata después con un sulfito de metal alcalino tal como un Na2S03, después de lo cual la proteína se precipita con ácido. La queratina precipitada se solubiliza después en un álcali acuoso y posteriormente se oxida utilizando un agente oxidante soluble en agua, por ejemplo peróxido de sodio, peryodato de sodio, clorito de sodio o un perácido orgánico tal como ácido peracético o ácido perfórmico, el cual se cree que oxida los residuos cistina/cisteína hasta grupos de ácido cistéico. Sin embargo, las queratinas obtenidas de esta manera están esencialmente modificadas completamente, es decir todos los residuos cistina/cisteína están oxidados hasta grupos ácido de ácido cistéico. Como resultado, las queratinas completamente modificadas por lo general son solubles en agua y, por lo tanto, son menos apropiadas para proveer películas insolubles en agua, por ejemplo para aplicaciones en revestimientos y para otras aplicaciones mencionadas posteriormente en la presente invención. Además, el documento FR 2 522 657 describe modificaciones esencialmente completas, por ejemplo de por lo menos el 70% de los grupos -SH libres de las queratinas. En contraste, el documento US-A-3 , 642 , 498 , describe un procedimiento para la solubilización de queratinas utilizando sulfuro de sodio con lo cual los grupos cistina/cisteína permanecen esencialmente sin modificar. Las queratinas se extraen de nuevo utilizando una solución de sulfuro de metal alcalino, se tratan con una solución de sulfito de metal alcalino y después se precipitan con ácido. El producto proteínico resultante se describe como dispersable en mezclas de agua-alcohol, y se puede utilizar para preparar películas y revestimientos. El documento US-A-3 , 642 , 498 describe también procedimientos alternativos para extraer y solubilizar queratinas de plumas, incluyendo el tratamiento con mezclas de mercaptoetanol - alcohol -agua ; o el tratamiento con hidróxidos de metal alcalino que contienen mezclas de mercaptoetanol -alcohol -agua . Sin embargo, de conformidad con el documento US-A-3 , 642 , 498 , los grupos cistina/cisteína permanecen esencialmente sin modificación. Una desventaja importante de las queratinas solubilizadas con grupos cistina/cisteína esencialmente sin modificación es que éstas no permiten la producción de productos basados en queratina, en particular películas y revestimientos, con las propiedades mecánicas deseadas. En particular, dichas películas presentan fragilidad. La mayoría de la técnica mencionada hasta el momento fecha desde fines de la década de 1960 y principios de la de 1970. Sin embargo, en los 30 años transcurridos desde entonces, estas referencias no han llevado a ningún uso diseminado de los productos derivados de queratina descritos en la misma. Esto se debe, probablemente, a que los productos y procedimientos descritos no son económicamente viables -a pesar del hecho que estos utilizan plumas de desecho como el material de partida- y/o debido a que los productos de queratina obtenidos no presentan las propiedades requeridas para su uso práctico (por ejemplo comercial) . Algunos de estos problemas se resuelven en la tesis de uno de los inventores (P. Schrooyen: "Feather keratins : modification and film formation" , 1999, tesis de la Universidad de Twente, Enschede, Los Países Bajos) que describe productos derivados de queratina obtenidos mediante modificación parcial (es decir alquilación) de las queratinas de pluma intactas utilizando monoyodoacetamida , ácido monoyodoacét ico o ácido monobromosuccínico en solución acuosa concentrada de urea y en presencia de 2 -mercaptoetanol . Las queratinas se modifican hasta grados de modificación que varían entre 25 y 87%, calculado tomando como base la cantidad de grupos -SH libres remanentes. Esta modificación parcial provee dispersiones estables de queratinas parcialmente modificadas, esencialmente intactas (es decir no hidrolizadas ) , las cuales podrían ser utilizadas para moldear películas resistentes que tengan las propiedades térmicas y mecánicas deseadas. Sin embargo, la extracción y solubilización de queratinas esencialmente intactas para su modificación parcial requiere el uso de concentraciones altas de productos químicos tales como urea y 2 -mercaptoetanol . El uso de estos productos químicos a escala experimental es aceptable. Sin embargo, su uso a escala más grande no es económicamente posible debido a que el uso de estos productos químicos es costoso, y también en vista de los riesgos hacia el ambiente y ocupacionales asociados con el uso de estos productos químicos, que requieren de medidas precautorias costosas . Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de un método económicamente viable para el procesamiento de materiales (de desecho) que contengan queratina tales como plumas, cuyo método pueda utilizarse para proveer una gama de productos basados en queratina, en particular películas y revestimientos, que tengan propiedades aceptables para su(s) aplicación (es) práctica ( s ) /comercial ( es ) .

SUMARIO DE LA INVENCION Se ha descubierto que se pueden obtener productos mejorados basados en queratina utilizando un procedimiento que implica una combinación de degradación parcial, normalmente por medio de hidrólisis, de las moléculas de queratina y modificación parcial de los grupos -SH libres, es decir grupos -SH libres que resultan de la disociación de los puentes disulfuro (C) . En particular, la invención provee dicho producto parcialmente degradado y parcialmente modificado dispersable en agua y que se puede utilizar en una gama de aplicaciones, incluyendo, pero sin limitarse a, aquellas discutidas posteriormente en la presente invención. Dichos productos dispersables en agua, parcialmente degradados y parcialmente modificados aún no han sido descritos en la técnica.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La figura 1 es una representación esquemática de (A) una molécula de queratina, (B) una microfibrilla que consiste de unidades de queratina polimerizados y (C) los puentes disulfuro intermoleculares e intra-moleculares en una microfibrilla . La figura 2 es una gráfica de la masa molar de tres preparaciones de queratina modificada diferentes contra el volumen de elución en una columna de exclusión por tamaños.

La figura 3 muestra la solubilidad de queratina sin modificar en diversas soluciones: (1) en agua; (2) en solución reguladora Tris 50 mM, pH 8.0, (3) en urea 8 M a pH 8.5, y (4) urea 8 M a pH 8.5 complementada con 2.5 g de ditiotreitol (DTT) por litro. La figura 4 muestra la solubilidad de queratina con 50% de modificación en diversas soluciones: (1) en agua; (2) en solución reguladora Tris 50 mM, pH 8.0, (3) en urea 8 M a pH 8.5, y (4) urea 8 M a pH 8.5 complementada con 2.5 g de ditiotreitol (DTT) por litro . La figura 5 muestra la solubilidad de queratina con 90% de modificación en diversas soluciones: (1) en agua; (2) en solución reguladora Tris 50 mM, pH 8.0, (3) en urea 8 M a pH 8.5, y (4) urea 8 M a pH 8.5 complementada con 2.5 g de ditiotreitol (DTT) por litro .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION En un primer aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para producir queratina parcialmente modificada y parcialmente degradada. El procedimiento comprende los pasos de (a) solubilizar queratina proveniente de un material de partida que contenga fibra de queratina, en una solución acuosa utilizando un agente reductor a pH alcalino; y (b) modificar parcialmente los grupos -SH de las queratinas solubilizadas . De preferencia, las condiciones de los pasos (a) y/o (b) son tales que la queratina solubilizada se hidroliza parcialmente o se degrada parcialmente hasta un grado también especificado posteriormente en la presente invención. Opcionalmente , se puede utilizar un paso adicional (c) para hidrolizar la queratina hasta un grado deseado . Se puede utilizar cualquier fuente apropiada de fibras de queratina para el material de partida que contiene fibra de queratina. En particular, se pueden utilizar fuentes naturales de fibras de queratina, tales como, por ejemplo, cabello, plumas, pezuñas, uñas, cuernos y similares. De preferencia, se utiliza una fuente de fibras de queratina que contenga por lo menos ß-queratina. Las plumas son un material de partida especialmente preferido, en particular plumas de pollo, de pavo, de patos, de gansos o de otras aves de corral, por ejemplo, como las que se obtienen como un producto de desecho de la industria avícola. Estas fuentes de fibra de queratina pueden contener cantidades menores de otras proteínas y/u otros componentes tales como grasa o sangre, por ejemplo, cantidades normalmente menores al 5% del peso total (tomando como base las plumas secas) . En términos generales, se puede tolerar la presencia de los mismos, de lo contrario, se pueden retirar algunos o todos estos componentes no queratinicos , antes de la solubili zación en el paso (a) . El material de partida que contiene fibra de queratina de preferencia se somete a uno o más pre-tratamientos tales como, por ejemplo, limpieza, lavado, clasificación, desengrasado, corte, trituración, molienda, secado, o cualquier combinación de los mismos. Dicho pre-tratamiento puede facilitar el manejo del material de partida, podría mejorar la eficiencia de pasos de procesamiento adicionales, tales como solubilización de la queratina, y/o podría mejorar la calidad del producto final basado en queratina. De manera alternativa, se puede utilizar un material de partida que contenga queratina ya procesado previamente, tal como harina de plumas; así como queratinas o fibras de queratina previamente aisladas (los cuales sin embargo, por razones económicas serán por lo general menos preferidos) . También queda abarcado en el campo de la invención el utilizar una fuente natural de queratina o fibras de queratina - por ejemplo plumas - directamente en el paso de solubili zación a), sin ningún pre- tratamiento adicional . El agente reductor para solubilización a pH alcalino se puede elegir a partir de sulfuros, tioles, hidruro bórico y fosfinas, o combinaciones de los mismos. Los sulfuros preferidos son sulfuros de metal alcalino, tales como sulfuro de sodio. A pH alcalino más bajo, por ejemplo, a un pH menor de 10, 9.5 o 9.0, también se puede utilizar sulfuro de amonio como agente reductor para la solubilización, cuyo uso permite evitar un residuo salino en el producto final. Los tioles preferidos son ditiotreitol , 2 -mercaptoetanol y tioglicolato y una fosfina preferida es tri -n-butilfosfina . Las condiciones de solubilización, es decir las concentraciones del material de partida que contiene fibra de queratina, el agente o agentes reductores, y solución amortiguadora, y el pH, temperatura y duración de la solubilización de preferencia se eligen de modo tal que se obtenga un rendimiento satisfactorio de queratinas solubilizadas , de preferencia se solubiliza por lo menos 10, 20, 30, 40, 50 o 60% de la queratina en el material de partida que contiene fibra de queratina. Las condiciones de solubilización de preferencia también se eligen de modo tal que la queratina solubilizada esté parcialmente hidrolizada o esté parcialmente degradada hasta un grado especificado también más adelante en la presente invención. De preferencia se solubilizan por lo menos 10 g de material de partida que contiene fibra de queratina por litro de medio de solubilización (acuoso) , y de preferencia se solubilizan no más de 100 gramos de material de partida que contiene fibra de queratina por litro de medio de solubilización (acuoso) . Por lo general se solubilizan entre 20 y 60 gramos de material de partida que contiene fibra de queratina por litro de medio de solubilización (acuoso) . La concentración del agente reductor en el medio de solubilización (acuoso), por ejemplo sulfuro de metal alcalino o sulfuro de amonio de preferencia está entre 0.05 M y 1.0 M. de manera alternativa, al utilizar la combinación de 2 -mercaptoetanol e hidróxido de sodio, el 2 -mercaptoetanol se utiliza una concentración entre 0.1 y 1.5 M en combinación con hidróxido de sodio a una concentración entre 0.1 y 1.0 N. El pH al cual se solubilizan las queratinas es alcalino, es decir mayor de pH 7.0. Sin embargo, de preferencia la solubilización se efectúa a un pH alcalino que por lo menos es de pH 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, sin embargo, de manera más preferida el pH es de por lo menos pH 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12, o 12.5 o mayor debido a que a un pH de por lo menos pH 10.0 o mayor, el equilibrio de disociación del sulfuro se desplaza hacia S2_, el cual es un reductor más fuerte que HS" . De preferencia el pH no es mayor de pH 13.5. La temperatura a la cual se solubilizan las queratinas de preferencia es de por lo menos 20°C. Sin embargo, de preferencia se utilizan temperaturas más altas para la solubilización, tal como una temperatura de preferencia de por lo menos 30, 40, 50 , 60, 70, u 80°C, pero de preferencia no mayor de 100 °C . La duración del paso de solubilización de queratina se elige principalmente de modo tal que se obtenga el grado de hidrolización deseado de la queratina bajo las condiciones de solubilización dadas. Típicamente la solubilización tomará entre 10 minutos y 24 horas. También se puede optimizar la duración de la solubilización de queratina para el rendimiento de la solubilización. Por lo tanto el experto en la técnica puede optimizar empíricamente el conjunto de condiciones para la solubilización de queratina con el fin de obtener por lo menos el grado deseado de hidrólisis y de preferencia el rendimiento más alto de queratina solubil i zada . Además de la solubilización de la queratina, el procedimiento de la invención también comprende el paso de modificar parcialmente los grupos -SH presentes en la queratina. En términos generales, estos grupos -SH serán grupos -SH libres que resultan de la disociación de los puentes disulfuro intramoleculares e ínter-moleculares (C) en las moléculas de queratina, como podría ocurrir durante la solubilización bajo las condiciones de reducción de queratina proveniente del material de partida que contiene fibra de queratina. Por lo tanto, normalmente, los grupos -SH libres son los residuos cisteína. La modificación parcial de los grupos -SH libres por lo general implica conversión química del grupo -SH en otro grupo, por ejemplo un grupo funcional incluyendo, pero sin limitarse a, uno o más de los grupos funcionales mencionados más adelante en la presente invención. Un propósito de la modificación es que ésta evite que los grupos -SH formen o vuelvan a formar puentes disulfuro intra-moleculares e inter-moleculares entre las moléculas de queratina solubi 1 i zada , con lo cual se evita, o por lo menos se reduce, la formación de agregados de queratina insolubles. Por otro lado, la modificación parcial de los grupos -SH significa que los residuos cisteína libres remanentes quedan disponibles para reacción posterior, por ejemplo formación o reformación de puentes disulfuro, para entrelazamiento y/o para polimerización, reacciones que pueden utilizarse para impartir propiedades deseadas al producto final, tales como resistencia mecánica y/o resistencia contra influencias químicas o físicas. Algunas ventajas adicionales de la modificación parcial - en comparación con la modificación esencialmente completa- incluyen que las queratinas obtenidas de esta manera son (más) apropiadas para proveer películas insolubles en agua, por ejemplo, para aplicaciones en revestimientos y para otras aplicaciones mencionadas más adelante en la presente invención. En comparación, las queratinas completamente modificadas, tales como aquellas descritas en el documento US -A- 3 , 46 , 825 mencionado anteriormente, generalmente son solubles en agua. Se puede lograr la modificación parcial de los grupos -SH de la queratina solubilizada en un número de maneras conocidas per se, las cuales dependen principalmente del grupo (s) funcional (es) útil izado ( s ) . A manera de ejemplo no limitativo, algunos grupos funcionales apropiados, asi como las condiciones para convertir parcialmente los grupos -SH se mencionan más adelante en la presente invención. En el procedimiento de la invención, la modificación parcial de la queratina solubilizada de preferencia es de tal manera que se modifiquen por lo menos el 10%, de preferencia por lo menos el 20%, más preferido por lo menos el 30% y m s preferido aún por lo menos el 40% de todos los grupos -SH libres en la queratina solubilizada, y al mismo tiempo, de manera tal que se modifiquen menos del 70%, de preferencia no más del 65%, más preferido no más del 60% y más preferido aún no más del 57% de todos los grupos -SH en la queratina solubilizada. Por último se prefiere un grado de modificación de todos los grupos -SH en la queratina solubilizada de aproximadamente 50%, es decir, entre 44 y 56%. Los grupos -SH remanentes en la queratina no se modifican y por lo tanto estarán presentes como tal en el producto parcialmente modificado obtenido, o para volver a formar puentes disulfuro (los cuales serán considerados como equivalentes a dos grupos -SH libres, por ejemplo, para el propósito de calcular el grado de modificación como se describe posteriormente) . Se puede controlar el grado de modificación eligiendo apropiadamente las condiciones de la reacción de modificación, incluyendo pero sin limitarse a, el agente de suministro de grupo funcional utilizado, el tiempo de reacción, la temperatura, el pH, el solvente o solventes utilizados, las concentraciones de los reactivos respectivos, y la concentración del material de queratina. Se contempla que la selección de las condiciones específicas que conducen a un producto final con el grado deseado de modificación podría requerir algunos experimentos preliminares y/o algún grado de ensayo y error. Sin embargo, tomando como base la descripción de la presente invención, el experto en la técnica puede lograr esto fácilmente y por lo tanto se debe considerar que queda abarcado dentro del campo de la invención. La modificación se efectúa en una manera conocida per se, dependiendo del grupo o grupos utilizados para modificar los grupos -SH y si esta modificación se combina o no con cualesquiera pasos de procesamiento adicionales, por ejemplo solubilizacion. Las condiciones apropiadas pueden incluir el uso de agua o un medio acuoso a una concentración de agente para suministro de grupo funcional entre 0.01 M y 1 M, a un H entre 7.0 y 10.0, a una temperatura entre 4°C y 20°C, durante un tiempo entre 10 minutos y 24 horas, y una concentración de queratina solubilizada entre 2 g y 10 g por cada 100 mi de medio para hidrólisis acuoso. Las condiciones preferidas para la modificación con ácido monocloro-acético hasta un grado de modificación de aproximadamente 50% son, por ejemplo, una incubación durante 30-90 minutos de 10-30 g de queratina solubilizada en un volumen de 1 litro con 0.5-5 g de ácido monocloro-acético, a un pH entre 8.5 y 9.5, y a una temperatura entre 10-20°C. Se puede determinar el grado de modificación comparando la cantidad de grupos -SH libres remanentes después de la modificación (incluyendo la cantidad de puentes disulfuro presentes) , con la cantidad de grupos -SH libres (incluyendo puentes disulfuro) antes de la modificación, en la cual se puede determinar la cantidad de grupos - SH libres/puentes disulfuro en una preparación de queratina utilizando una prueba apropiada, tal como la prueba DTNB/NTSB como la descrita por Schrooyen et al . (Journal of Agricultural and Food Chemistry; 2000; 48(9); 4326-4334). De manera alternativa, también se puede comparar la cantidad de grupos -SH libres y puentes disulfuro remanentes después de la modificación, con un valor teórico para la cantidad de grupos -SH/puentes disulfuro en la queratina. La cantidad teórica de grupos -SH/puentes disulfuro en la queratina original (tomando como base la cantidad de residuos cistina/cisteína presentes) es de aproximadamente 700 µt???ee de grupos cisteina/g de queratina (siendo la cantidad de grupos cistina la mitad de esa cantidad) . El grupo -SH se puede modificar con cualquier grupo funcional deseado, apropiado para la funcionalización ( functionalisation) de grupos -SH y/o para la funcionalización de las queratinas o como una combinación apropiada de dos o más de dichos grupos. El grupo o grupos funcionales específicos elegidos y las cantidades respectivas de los mismos, por lo general dependen de las propiedades deseadas del producto final . Por lo tanto, las queratinas de la invención pueden estar provistas con uno o más grupos funcionales con carga negativa; uno o más grupos funcionales con carga positiva; y/o uno o más grupos funcionales neutros; o una combinación apropiada de los mismos. En ese sentido, será evidente para el experto en la técnica que un grupo con carga "positiva" y/o "negativa" está asociado con un contra-ión apropiado, es decir un anión o grupo aniónico o un catión o grupo catiónico respectivamente. También será evidente que la carga real portada por un grupo funcional con carga "positiva" o "negativa" como el que se describe en la presente invención también puede depender de las condiciones en las cuales estén presentes/se mantengan las queratinas, tales como pH, el solvente, etcétera. Sin embargo, por lo general a un pH en el intervalo de 6.0 a 8.0, un grupo con carga "positiva" tendrá una carga neta positiva, un grupo con carga "negativa" tendrá una carga neta negativa, y un grupo neutro tendrá una carga neta esencialmente igual a 0. De preferencia, los grupos funcionales descritos se introducen utilizando uno o más compuestos orgánicos saturados o insaturados que contengan por lo menos un grupo o un residuo que permita que el compuesto orgánico reaccione con un grupo -SH. Estos pueden incluir, pero no se limitan a, grupos salientes apropiados tales como halógeno (cloro, bromo o yodo); grupos epóxido o glicidilo o grupos insaturados tales como (me ) acrilo , vinilo; y serán evidentes para el experto en la técnica otros grupos apropiados. Además del grupo que puede reaccionar con los grupos -SH libres, estos compuestos orgánicos también pueden contener uno o más grupos adicionales que puedan proveer una carga negativa, tales como un grupo-COOH; o que puedan proveer una carga positiva, tal como un grupo amina cuaternaria, incluyendo, pero sin limitarse a, grupos amina alquiladas. Por lo tanto, por ejemplo, la queratina se puede modificar con grupos con carga negativa, por ejemplo aquellos que se puedan introducir utilizando por ejemplo: ácidos halogenados tales como ácido cloroacét ico ; ácido yodoacético y ácido bromoacético . - peróxidos tales como peróxido de hidrógeno o peróxidos orgánicos incluyendo, pero sin limitarse a, ácido perfórmico o ácido peracético para formar grupos sulfonato; compuestos orgánicos insaturados que contienen grupos con carga negativa, tales como los compuestos tipo vinilo que contienen un grupo -COOH; compuestos de glicidilo; o cualquier combinación apropiada de los mismos. Normalmente, la modificación parcial de una queratina parcialmente hidrolizada con dichos grupos cargados negativamente incrementa la capacidad de dispersión de las queratinas. Se pueden introducir grupos funcionales cargados positivamente utilizando, por ejemplo: aminas orgánicas halogenadas, tales como alquilaminas halogenadas; - compuestos de glicidilo que portan un grupo amina tal como cloruro de glicidiltrimetilamonio ; o una combinación apropiada de los mismos. Los grupos funcionales neutros se pueden introducir utilizando, por ejemplo: compuestos orgánicos halogenados tales como compuestos halogenados y éteres, esteres o amidas halogenadas; compuestos de glicidilo tales como compuestos de alquilglicidilo ; - compuestos de vinilo tales como compuestos de alquilvinilo ; o una combinación apropiada de los mismos . Otros compuestos apropiados para suministro de grupos funcionales se describen por ejemplo en el documento FR 2 522 657. Las queratinas también se pueden modificar utilizando sulfitos tales como, por ejemplo, sulfito de sodio o metabisulfito de sodio para formar grupos S-sulfonato, o utilizando otros compuestos inorgánicos. Podría ser conveniente combinar el paso de modificación con el paso de solubilización, por ejemplo, agregando el agente para suministro de grupo funcional a la mezcla de solubilizacion. Después de la solubilizacion y modificación, el producto derivado de queratina puede ser apropiado para su uso final pretendido, y por lo tanto, por ejemplo, puede ser comercializado o de alguna otra manera suministrado como tal al usuario final . En el procedimiento de la invención, las condiciones de solubilizacion y/o modificación de preferencia son de tal manera que la queratina solubilizada se hidroliza parcialmente o se degrada parcialmente. La hidrólisis parcial - también conocida como "degradación" - comprende por lo general la disociación de (o parte de) los enlaces peptídicos entre los aminoácidos que forman la molécula de queratina. La hidrólisis parcial se puede lograr durante la solubilizacion y/o modificación. Sin embargo, si la solubilizacion y/o modificación no produce el grado deseado de hidrólisis parcial de la queratina solubilizada, se puede obtener hidrólisis o degradación adicional utilizando cualquier manera conocida per se en la técnica, incluyendo por ejemplo hidrólisis química, hidrólisis física y/o hidrólisis enzimática . El grado de hidrólisis de la queratina solubilizada es tal que el producto basado en queratina producido a partir de queratina solubilizada y parcialmente hidrolizada tiene las propiedades físicas y químicas requeridas. Por ejemplo, una película o revestimiento producido a partir de queratina solubilizada y parcialmente hidrolizada tiene de preferencia una resistencia a la tracción mayor de 153 kgf/cm2 (15 MPa) , más preferido mayor de 163 kgf/cm2 (16 MPa) , 173 kgf/cm2 (17 MPa) , 184 kgf/cm2 (18 MPa) o 204 kgf/cm2 (20 MPa) . La película tiene de preferencia también un módulo E de por lo menos 1020 kgf/cm2 (100 MPa), más preferido mayor de 1530 kgf/cm2 (150 MPa), 2040 kgf/cm2 (200 MPa), 2550 kgf/cm2 (250 MPa) o 3060 kgf/cm2 (300 MPa) . La película de preferencia tiene también un estiramiento hasta ruptura de por lo menos 10%, más preferido mayor de 20, 30, 40 o 50%. Se puede definir un grado de hidrólisis de la queratina solubilizada que permita producir un producto basado en queratina con dichas propiedades fisicoquímicas por medio de la distribución de los pesos moleculares de la queratina solubilizada y parcialmente hidrolizada como la obtenida en el procedimiento de la invención. Por lo tanto, la distribución de los pesos moleculares de la queratina solubilizada y parcialmente hidrolizada se puede definir de la siguiente manera: la queratina solubilizada y parcialmente hidrolizada tiene esencialmente un peso molecular entre 1 y 10.4 kDa, y en particular entre 3 y 10.4 kDa, con lo cual se entiende esencialmente que se quiere decir que por lo menos el 50%, de preferencia por lo menos el 90%, más preferido por lo menos el 95% y más preferido aún por lo menos el 99% de todas las moléculas de queratina presentes en la fracción de queratina parcialmente hidrolizada tiene un peso molecular dentro de los intervalos indicados; - De preferencia por lo menos el 1% de la queratina solubilizada tiene un peso molecular menor de 10 kDa. Además, de preferencia por lo menos el 50% de la queratina solubilizada tiene un peso molecular mayor de 5 kDa. Más preferido, por lo menos 3, 5, 7, 10 o 15% de la queratina solubilizada tiene un peso molecular menor de 10 kDa, con lo cual por lo menos 60 , 70, 80, 90 o 95% de la queratina solubilizada tiene un peso molecular no mayor de 5 kDa; y/o - La queratina solubilizada y parcialmente hidrolizada de preferencia tiene una distribución de peso molecular que es esencialmente igual a una distribución de pesos moleculares de queratinas solubilizadas que se obtienen cuando se solubilizan 40 gramos de plumas de ave de corral limpias y secas en un litro de una solución acuosa de sulfuro de sodio 0.05-0.5 M a un pH entre pH 10.0 y pH 13.5, a una temperatura entre 40 y 80 °C durante 30-90 minutos. Las queratinas solubilizadas después se separan, de preferencia, del material de partida sin disolver mediante filtración. De manera más preferida, la distribución de peso molecular es esencialmente igual a una distribución de pesos moleculares de queratina que se obtiene cuando se solubilizan 40 gramos de plumas de ave de corral limpias y secas en un litro de una solución acuosa de sulfuro de sodio 0.075-0.15 M a un pH entre pH 11.0 y pH 13.0, a una temperatura entre 55 y 65°C durante 45-75 minutos. Más preferido aún, la distribución de peso molecular es esencialmente igual a una distribución de pesos moleculares de queratina que se obtiene cuando se solubilizan 40 gramos de plumas de ave de corral limpias y secas en un litro de una solución acuosa de sulfuro de sodio 0.1 M a pH 12.5, a una temperatura de 60 °C durante 45-75 minutos. La queratina solubilizada y parcialmente hidolizada de preferencia tiene una distribución de peso molecular de tal manera que una solución al 1% (p/v) de la queratina solubilizada a 25°C tiene una viscosidad entre 1 X 10"8 kgf.s/cm2 (1 mPa.s) y 100 X 10~8 kgf . s/cm2 (100 mPa.s), de preferencia entre 1 X 10~8 kgf.s/cm2 (1 mPa.s) y 20 X 10 8 kgf.s/cm2 (20 mPa.s) . La viscosidad se puede medir, por ejemplo, utilizando un viscosímetro de übbelohde. - La queratina solubilizada y parcialmente hidolizada tiene una distribución de peso molecular tal que la queratina solubilizada tiene una capacidad de dispersión en agua entre 1% y 5%, de preferencia entre 10% y 30%. La capacidad de dispersión de la queratina se define en la presente invención en el sentido que la queratina es capaz de formar una dispersión estable que presenta poca o ninguna sedimentación dentro de 24 horas después de la preparación . El grado de hidrólisis se puede controlar dirigiendo de manera apropiada las condiciones de la reacción de hidrólisis, incluyendo pero sin limitarse a, los reactivos utilizados (por ejemplo para degradación química), las fuerzas/equipo utilizados (por ejemplo para degradación física), las enzimas utilizadas (por ejemplo para degradación enzimática) , el tiempo de hidrólisis, la temperatura, el pH, el solvente o solventes utilizados, las concentraciones de los reactivos respectivos, la concentración del material de queratina, la forma en la cual el material de queratina se provee (por ejemplo después de pretratamiento apropiado como se describe más adelante en la presente invención) , cualquier agitación utilizada; y/o si se obtiene o no la hidrólisis durante la solubilización, modificación, y/o por separado. Se contempla que la selección de las condiciones específicas que provean el grado deseado de hidrólisis - y que de esta manera, en conjunto con la modificación parcial y cualquier procesamiento adicional, lleven a un producto final que tenga las propiedades deseadas, por ejemplo aquellas descritas más adelante - podrían requerir algunos experimentos preliminares y/o cierto grado de ensayo y error. Sin embargo, tomando como base la descripción de la presente invención, esto está dentro del alcance fácil del experto en la técnica y por lo tanto debe considerarse que queda abarcado dentro del campo de la invención. Además de, o en forma alternativa, se puede determinar el grado de hidrólisis en varias maneras, incluyendo por ejemplo, análisis de los pesos moleculares de los fragmentos hidrolizados o la distribución de los mismos, por ejemplo mediante cromatografía de exclusión por tamaños; determinación de la viscosidad de la preparación; determinación de la capacidad de dispersión de la preparación; determinaciones de la cantidad de grupos de extremo de la proteína; o cualquier combinación de éstos y otras técnicas apropiadas. Dependiendo de las condiciones utilizadas, se puede obtener una fracción o preparación de queratinas parcialmente hidrolizadas con pesos moleculares que esencialmente están dentro de los intervalos indicados anteriormente, directamente como resultado de hidrólisis parcial. Sin embargo, también está dentro del campo de la invención que, con el fin de proveer dicha fracción o preparación, se pueda retirar una cierta cantidad de- y esencialmente todos- los componentes de peso molecular más altos aún presentes (por ejemplo cualquier material de partida remanente y sin disolver) y/o una cierta cantidad de - hasta esencialmente todos - los productos de degradación de peso molecular más bajo que se forman durante la reacción de hidrólisis, de la fracción hidrolizada o preparación, por ejemplo como parte de cualquier procesamiento adicional después de la hidrólisis y/o modificación. Además, de conformidad con la invención, es posible que la queratina solubilizada pueda formar agregados, por ejemplo con pesos moleculares por encima de los intervalos mencionados anteriormente. Dicha agregación así como los agregados obtenidos están dentro del campo de la invención, en tanto que las moléculas derivadas de queratina que forman estos agregados tengan pesos moleculares que estén esencialmente dentro del intervalo o intervalos indicados . Asimismo, también es posible que se presente cierto grado de polimerización (por ejemplo después de hidrólisis parcial, modificación parcial y/o procesamiento adicional), en la cual se pueden formar de nuevo productos con pesos moleculares por encima del intervalo o intervalos mencionados anteriormente. Dicha polimerización así como los productos poliméricos obtenidos están dentro del campo de la invención, nuevamente con la condición que las moléculas obtenidas de queratina que se combinan para formar estas estructuras poliméricas tengan pesos moleculares que estén esencialmente dentro del intervalo o intervalos mencionados anteriormente. En comparación con las queratinas esencialmente intactas de la técnica antecedente, las queratinas parcialmente hidrolizadas/modificadas de la invención se pueden utilizar de manera conveniente en particular en aquellas aplicaciones en las cuales se requieran queratinas con un carácter más hidrofóbico y/o una tensión superficial más baja. Esto podría ser conveniente cuando las queratinas parcialmente hidrolizadas de la invención se apliquen en películas o revestimiento. Las queratinas parcialmente hidrolizadas de la invención también tienen propiedades adhesivas mejoradas en comparación con las queratinas esencialmente intactas. Estas propiedades adhesivas pueden aplicarse en forma conveniente, por ejemplo, para adherir papel al vidrio como pudiera ser el uso de fijar marbetes en botellas (de cerveza) . En comparación con las queratinas esencialmente intactas de la técnica antecedente, las queratinas parcialmente hidrolizadas de la invención tienen propiedades mejoradas de emulgación debido a que las queratinas parcialmente hidrolizadas son más anfifilicas. Un beneficio adicional de utilizar queratinas hidrolizadas y parcialmente modificadas reside en el efecto antimicrobiano potencialmente incrementado de las proteínas parcialmente hidrolizadas. Esto queda demostrado por la lactoferricina la cual es un producto de la hidrólisis de la proteína de suero lactoferrina . Mediante modificación parcial, el péptido de queratina con efecto antimicrobiano incrementado aún puede ser incorporado en una película con resistencia mecánica adecuada mediante formación de puentes disulfuro, lo que lleva a una nueva generación de revestimientos antimicrobianos. En un aspecto opcional adicional de la invención, la queratina solubilizada y parcialmente modificada puede someterse a pasos de procesamiento adicionales, los cuales pueden incluir, por ejemplo: - purificación adicional, por ejemplo, para retirar del producto de queratina obtenido los componentes y/o sustancias no deseadas. Estos pueden incluir por ejemplo, material de partida de queratina, componentes de queratina de peso molecular más alto, componentes de queratina de peso molecular más bajo,, reactivos y/o subproductos provenientes de cualquiera de los pasos de procesamiento, y/u otras impurezas o componentes no deseados. Las técnicas apropiadas para retirar dichos componentes o sustancias incluyen, por ejemplo, lavado, precipitación, diálisis, filtración, y centrifugación; - aislamiento del producto derivado de queratina, y/o de cualquier parte o fracción específica del mismo. Esto se puede lograr utilizando, por ejemplo, técnicas tales como precipitación, separación en membrana, técnicas cromatográf icas , y extracción con solventes; - secado, incluyendo por ejemplo, liofilización, secado por aspersión, secado en etapas múltiples y secado utilizando un rodillo; - dispersión en un solvente deseado o mezcla de solventes; - agregación o incluso polimerización; o cualquier combinación apropiada de los mismos . Además, dependiendo del uso pretendido, el producto de queratina se puede combinar o mezclar con una o más sustancias, aditivos, componentes, etc. adicionales. Algunos ejemplos no limitativos de los mismos incluyen pigmentos, sales, agentes antimicrobianos, detergentes, y plastificantes . Será evidente que cualesquiera de dicho procesamiento adicional y/o adición de componentes adicionales pueden ser efectuado por el usuario final; y esto también queda abarcado dentro del campo de la invención. Un aspecto adicional de la invención se refiere a composiciones que comprenden las queratinas obtenidas o que puedan ser obtenidas utilizando un procedimiento de conformidad con la invención como se describió anteriormente. La queratina en estas composiciones se caracteriza porque (a) sus grupos - SH están parcialmente modificados, de preferencia no menos del 10% y no más de 70% de los grupos -SH de la queratina están modificados; y (b) ésta está parcialmente hidrolizada de modo tal que las queratinas en la composición tengan una distribución de peso molecular como se especificó anteriormente en la presente invención. En otro aspecto, la invención describe composiciones que comprenden queratina, cuyas composiciones se pueden obtener (o se obtienen) en un procedimiento que comprende por lo menos los pasos de (a) solubilizar la queratina proveniente de un material de partida que contenga fibra de queratina en una solución acuosa de sulfuro de sodio 0.05-0.5 M, a un pH entre pH 10.0 y pH 13.5, a una temperatura entre 40 y 80°C durante 30-90 minutos; y (b) modificar entre el 10 y el 70% de los grupos - SH de la queratina solubil i zada , de preferencia mediante alquilació . En términos generales, el producto de la invención puede describirse como un producto queratinoso (por ejemplo basado en queratina o derivado de queratina) o una preparación o composición en la cual las moléculas de queratina parcialmente hidrolizada y parcialmente modificada forman el componente principal, por ejemplo por lo menos el 50% en peso, de preferencia por lo menos 80, 90, 95 o 99% en peso, de los componentes totales en el producto, preparación o composición. De preferencia, las moléculas de gueratina parcialmente hidrolizada y parcialmente modificada constituyen por lo menos el 50%, de preferencia por lo menos el 80, 90 , 95 o 99% en peso, de la proteína total en el producto, preparación o composición. Por lo tanto, no se excluye que el producto proteínico de la invención pueda contener algunos otros componentes, tales como otras proteínas o constituyentes proteínicos (por ejemplo proteínas hidrol i zadas y/o modificadas] , queratinas no hidrol i zadas , productos de hidrólisis de peso molecular bajo o más bajo, así como componentes no proteínicos tales como agentes tensioact ivos , sales, y/o impurezas tales como polvo. Sin embargo, estos únicamente estarán presentes en cantidades menores, por lo menos, por ejemplo, menos del 50%, de preferencia menos del 20%, más preferido menos del 10%, incluso más preferido menos del 5% en peso . De preferencia por lo menos el 50, 60, 70, 80, o 90% de las moléculas de queratina en las composiciones de la invención comprende por lo menos una parte o región hidrofóbica y por lo menos una, y de preferencia dos partes o regiones hidrofílicas , como se discute posteriormente en la presente invención. Por ejemplo, estas moléculas de queratina pueden comprender un total de entre 10 y 100 residuos de aminoácido, de preferencia entre 30 y 100 residuos de aminoácido; en las cuales la parte o región hidrofóbica comprende entre 20 y 40 residuos de aminoácido, constituyendo el remanente de residuos de aminoácido la(s) parte (s) o región (es) hidrofllica (s) . En un aspecto preferido de la invención, las queratinas en la composición están hidrolizadas hasta tal grado que las moléculas de queratina parcialmente hidrolizadas resultantes (aún) contienen por lo menos una parte o región hidrofóbica - derivada, por ejemplo, de la parte central (ß) original de la molécula de queratina original - y por lo menos una parte o región hidrofílica, derivada, por ejemplo, de una de las cadenas de extremo originales (C) y/o (N) . Se puede considerar que dicha molécula de queratina parcialmente hidrolizada tiene la estructura esquemática "A-B" en la cual A representa la parte o región hidrofílica, generalmente de entre 5 a 30 residuos de aminoácido; y B representa la parte o región hidrofóbica, generalmente de entre 5 y 40 residuos de aminoácido. Incluso más preferido, en la invención, las queratinas están hidrolizadas hasta tal grado que las moléculas de queratina parcialmente hidrolizadas resultantes (aún) contienen por lo menos una parte o región hidrofóbica - derivada por ejemplo, de la parte central (ß) original de la molécula de queratina original - flanqueada en ambos extremos por una parte o región hidrofílica, por ejemplo una derivada a partir del extremo de cadena (C) original y una derivada del extremo de cadena (N) original. En este aspecto preferido, se puede considerar que la molécula de queratina parcialmente hidrolizada tiene la estructura esquemática "A-B-A" en la cual ambas A representan las partes o regiones hidrofílicas (como se definieron anteriormente) y B representa la parte o región hidrofílica (también como se definió anteriormente) . Debido a esta estructura A-B preferida o a la estructura A-B-A incluso más preferida, las queratinas parcialmente hidrolizadas de la invención se pueden utilizar en forma conveniente para preparar o para proveer sistemas multi - fásicos -tales como dispersiones, emulsiones, geles, micelas, microesferas-así como capas o estructuras estratificadas (incluyendo, pero sin limitarse a, capas individuales o dobles) . Además, las queratinas parcialmente hidrolizadas de la invención se pueden utilizar como estabilizadores, agentes emulsificantes o de manera más general como agentes de formulación para dichos sistemas multi-f sicos , los cuales podrían ser sistemas acuosos o sistemas orgánicos. Será evidente para el experto en la técnica que, en términos generales, las queratinas o las preparaciones de queratina solubles en agua descritas en la técnica, incluyendo, pero sin limitarse a, preparaciones (más) completamente hidrolizadas, no serán apropiadas para tales aplicaciones . Las composiciones de conformidad con la invención con frecuencia están en forma de una solución o dispersión de queratinas parcialmente modificadas y parcialmente hidrolizadas. Dichas soluciones o dispersiones de preferencia contienen por lo menos 10, 20 o 40 gramos de queratina por litro y de preferencia no más de 60, 75 o 90 gramos de queratina por litro. Por lo general dichas soluciones o dispersiones contienen aproximadamente 50 gramos de queratina por litro. De preferencia esta solución o dispersión es estable en un sentido tanto físico como químico. De esta manera, en un sentido químico, no se presenta degradación (adicional), es decir, de preferencia menos de 10, 5, 1%, de modificación y/u oxidación apreciable, de las queratinas en un lapso de preferencia de por lo menos un día, una semana o un mes. En un sentido físico, no se presenta sedimentación o precipitación, es decir, de preferencia menos de 10, 5, 1%, de las queratinas en un lapso de preferencia de por lo menos un día, una semana o un mes. Con el fin de estabilizar las soluciones o dispersiones de la invención, se pueden aplicar aditivos conocidos per se en la técnica. Para almacenamiento a largo plazo o para una transportación más conveniente las composiciones de la invención pueden estar en forma sólida, de preferencia en forma de un polvo o granulado dispersable que no genere polvo. Se pueden aplicar las técnicas normales de secado y/o granulación, incluyendo el uso de aditivos para ayudar en la formulación de la forma sólida. Un aspecto adicional de la invención se refiere a un procedimiento para producir un producto basado en queratina utilizando las queratinas parcialmente modificadas y parcialmente hidrolizadas de la invención como fuente de queratina. Los productos basados en queratina preferidos de la invención se producen mediante moldeo de una solución o dispersión de las queratinas de la invención. Otro aspecto de la invención se refiere al producto basado en queratina producido a partir de queratinas parcialmente modificadas y parcialmente hidrolizadas de la invención. En una modalidad preferida, el producto basado en queratina es una película o un revestimiento moldeado a partir de una solución o dispersión de las queratinas de la invención. De preferencia, la película o un revestimiento tiene una resistencia a la tracción mayor de 153 kgf/cm2 (15 MPa) . De preferencia, la película o un revestimiento tiene un módulo E mayor de 1020 kgf/cm2 (100 MPa) y de preferencia un estiramiento hasta ruptura mayor del 10%. Se pueden utilizar las queratinas parcialmente modificadas y parcialmente hidrolizadas de la invención en cualquier aplicación para productos basados en queratina conocida en la técnica, incluyendo por ejemplo, aquellas aplicaciones mencionadas en la técnica antecedente dadas anteriormente en la presente invención. En términos generales, en estas aplicaciones, los productos derivados de queratina de la invención suministran propiedades favorables incluyendo, pero sin limitarse a, propiedades mecánicas mejoradas tales como estabilidad mecánica; estabilidad física y química mejoradas; baja solubilidad en agua y propiedades formadoras de película adecuadas. Además, debido a que el producto derivado de queratina de la invención es dispersable en agua en lugar de ser soluble en agua, esta también se puede utilizar en (la preparación de), por ejemplo dispersiones, emulsiones, micelas, geles, microesferas u otros sistemas acuosos multi-fásicos. De esta manera, algunos usos no limitativos de las queratinas de la invención incluyen: - el uso como, o en películas, revestimientos, etcétera, o en la preparación de los mismos; el uso como o en materiales de empaque (biodegradables) , o en la producción de los mismos; - el uso como o en formulaciones tales como sistemas de liberación controlada, por ejemplo, para sustancias activas tales como productos farmacéuticos; productos agroquímicos tales como herbicidas, plaguicidas u otros biocidas; agentes sabori zantes ; perfumes; etcétera; - el uso como o en la formación de emulsiones, dispersiones u otros sistemas acuosos de fases múltiples ; - el uso como o en materiales de relleno, agentes gelificantes , aglutinantes, agentes para volumen, agentes para granulación, agentes para liberación, materiales de matriz, emulsif icantes , estabilizadores u otros agentes para formulación; - el uso como antioxidantes; - el uso como agentes antimicrobianos. Como tal, las queratinas de la invención pueden encontrar uso, por ejemplo, en productos alimenticios o en general en el campo de tecnología de alimentos; en productos farmacéuticos y veterinarios; en cosméticos; en el campo de productos agroquímicos ; en adhesivos; en pinturas u otros revestimientos; en materiales de empaque,- en agentes para limpieza tales como detergentes; en agricultura. Algunos de los usos específicos de las queratinas de la invención que se contemplan incluyen, pero no se limitan a: - uso como revestimientos o aglutinantes para gránulos, polvos, etc., tales como polvo para lavandería u otros detergentes; uso en adhesivos de uso general, tanto para uso industrial como para uso doméstico; - uso en aglutinantes o adhesivos para madera, papel, cartón o fibra moldeada; - uso como aglutinantes en revestimientos, incluyendo pero sin limitarse a, sistemas de pintura transportados por agua, y/o tintas/sistemas de tinta; tanto para uso industrial como doméstico; - uso como antioxidantes; uso en encapsulación y/o tecnología de revestimiento; uso como agentes antimicrobianos, por ejemplo, en alimentos para animales y cosméticos.

EJEMPLOS EJEMPLO 1 Preparación de queratinas parcialmente modificadas con y sin degradación parcial, dispersables En un experimento comparativo se utiliza el procedimiento descrito por Schrooyen et al. (Journal of Agricultural and Food Chemistry; 2000; 48(9); 4326-4334) . Se limpian plumas de ave de corral utilizando agua y detergentes. Las plumas limpias y secas (40 gramos) se mezclan con un litro de una solución acuosa de 2 -mercaptoetanol (125 mM) y EDTA (3 mM) en solución reguladora Tris (0.2 M, pH 1.0) y se agita durante una hora. Las plumas sin disolver se separan de las queratinas disueltas utilizando una estopilla de algodón y un filtro Whatman 54 (tamaño de poro 10 µt?) . Después de filtrar, se agregan dos gramos de ácido mono- cloroacético al material filtrado y el pH se mantiene constante en 9.0. Después de una hora la solución acuosa se somete a diálisis y se liofiliza. El rendimiento del producto de queratina seco es de 45%, tomando como base el 100% de material de partida de queratina (peso de las plumas) . Este producto se denomina como Queratina Modificada-Método 1. En un segundo experimento, se utiliza un método modificado, Método 2. En comparación con el Método 1, el Método 2 difiere en los siguientes aspectos : 1) no se utiliza urea 2) el pH es más alcalino (12.5 en lugar de 9.0) 3) se utiliza una temperatura más alta (60°C en lugar de 20°C) . Estas condiciones conducen a una degradación parcial de las proteínas de queratina mediante hidrólisis. Se mezclan plumas limpias y secas (40 gramos) con un litro de solución de Na2S acuosa caliente (0.1 M, pH 12.5, 60°C) y se agita durante una hora. Las plumas sin disolver se separan de las queratinas disueltas utilizando una estopilla de algodón y un filtro hatman 54 (tamaño de poro 10 µt?) . Después de enfriar hasta 20°C, se agregan dos gramos de ácido mono- cloroacético al material filtrado y el pH se ajusta a 9.0 (produciendo esencialmente 50% de modificación de -SH, denominada como Queratina con 50% de Modificación) . Después de 1 hora las queratinas se precipitan ajustando el pH a 4.2 utilizando ácido clorhídrico (2 N) . Los precipitados se aislan mediante centrifugación en una centrífuga Sorvall a 20,000 x g durante 30 minutos. Se toma una muestra del sobrenadante y se liofiliza para análisis posterior (conocida también como Sobrenadante de Queratina Modi f icada -Método 2) . Los comprimidos de gueratina se lavan con ácido acético (0.1 M, pH 4.2) y se vuelven a suspender poste iormente en agua. El pH de los comprimidos re- suspendidos se ajusta a 7.0 utilizando NaOH (1 N) y estas mezclas se liofilizan. El rendimiento de producto de queratina seco es de 40%, tomando como base el 100% de material de partida de queratina (peso de las plumas) . Este producto se denomina como Queratina Modificada-Método 2.

Grado de modificación El grado de modificación se mide utilizando la prueba DTNB/NTSB tal como se describe por Schrooyen et al . (Journal of Agricultural and Food Chemistry; 2000; 48(9); 4326-4334) . Para Queratina Modificada-Método 1, está modificado el 54% de los residuos cisterna, para Queratina Modificada-Método 2, está modificado el 57% de los residuos cisteína.

En la figura 2, se muestra una gráfica de masa molar contra volumen de elución (TS G 3000 + columna TSK Guard P H + detector de UV) para Queratina Modificada-Método 1, Sobrenadante de Queratina Modificada-Método 2 y Queratina Modificada-Método 2. El eluyente es una solución acuosa de urea (8 M) y ditiotreitol (15 mM) . La velocidad de flujo es de 0.7 ml/minuto. Bajo estas condiciones de eluyente se reducen todos los puentes disulfuro remanentes y únicamente se observan las queratinas (apr. 10,400 g/mol) o los productos de degradación (menos de 10,400 g/mol) . Se puede observar que tanto Queratina Modificada-Método 1 como Queratina Modificada-Método 2 tienen una distribución de masa molar similar, aunque Queratina Modificada-Método 2 contiene más productos de masa molar alta y masa molar baja que Queratina Modificada-Método 1. Los productos de masa molar alta posiblemente son productos de reacciones de entrelazamiento que se presentan a pH alto, por ejemplo mediante formación de lantionina. Los productos de masa molar baja son el resultado de degradación. Esto se puede observar incluso mejor en Sobrenadante de Queratina Modificada-Método 2, el cual aún contiene una cantidad grande de productos de masa molar baja, p incipalmente entre 3000 y 10,000 g/mol . Debido a que el pH utilizado en el método 1 nunca es mayor de 9.0, es poco probable que se presente la degradación de la cadena pol ipeptídica , como se confirma utilizando análisis SEC-MALLS. En el método 2 la temperatura alta y el pH fuertemente alcalino ocasionan degradación parcial de las queratinas .

EJEMPLO 2 Preparación de queratinas parcialmente degradadas con diversos grados de modificación Se limpian plumas de ave de corral utilizando agua y detergentes. Las plumas limpias y secas (60 gramos) se mezclan con 1.5 litros de solución acuosa caliente de (NH4)2S (0.1 M, pH 12.5, 60°C) y se agita durante 1 hora. Se separan las plumas sin disolver de las queratinas disueltas utilizando una estopilla de algodón y un filtro Whatman 54 (tamaño de poro 10 µ??) . El rendimiento de queratina en el filtrado es de 59.5%, tomando como base el 100% de material de partida de queratina (plumas) . Después de enfriar hasta 20°C, el filtrado se divide en tres partes de 500 mi cada una; a una parte no se agrega ácido mono- cloroacético y el pH se ajusta a 9.0 (produciendo queratina esencialmente sin modificación, referida como Queratina sin Modificar) , a una segunda parte se agrega 1 gramo de ácido-mono cloroacético y el pH se ajusta a 9.0 (produciendo esencialmente 50% de modificación de -SH, referida como Queratina con 50% de Modificación) , a una tercera parte se agregan 5 g de ácido mono-cloroacético y el pH se ajusta a 9.0 (produciendo esencialmente 90% de modificación de -SH, referida como Queratina con 90% de Modificación) . Después de 1 hora se precipitan las queratinas ajustando el pH a 4.2 utilizando ácido clorhídrico (2 N) . Los precipitados se aislan mediante centrifugación en una centrífuga Sorvall a 20,000 x g durante 30 minutos. Se toma una muestra de los sobrenadantes para análisis. Los comprimidos de queratina se lavan con ácido acético (0.1 N, pH 4.2) y se vuelven a suspender posteriormente en agua. El pH de los comprimidos re-suspendidos se ajusta a 7.0 utilizando NaOH (1 N) y estas mezclas se liofilizan. El rendimiento del producto de queratina seco es de 46.5% para Queratina sin Modificar, 48.9% para Queratina con 50% de Modificación y 20.8% para Queratina con 90% de Modificación, tomando como base el 100% de material de partida de queratina (peso de las plumas) . Grado de modificación El grado de modificación se mide utilizando la prueba DTNB/NTSB tal como se describe por Schrooyen et al. (Journal of Agricultural and Food Chemistry; 2000; 48(9); 4326-4334) . Para Queratina sin Modificar, está modificado el 1% de los residuos de cisteína, para Queratina con 50% de Modificación está modificado el 53% de los residuos cisteína, para Queratina con 90% de Modificación está modificado el 89% de los residuos de cisteína.

Solubilidad Los productos de queratina liofilizados se suspenden (5%) en cuatro soluciones reguladoras a temperatura ambiente: 1. agua 2. solución reguladora Tris acuosa (50 mM) , pH 8.0: un pH alcalino ayuda a suspender las queratinas . 3. urea (8 M) , pH 8.5: la urea se agrega para evitar la agregación de queratinas no unidas covalentemente . 4. Urea (8 M) + 2.5 g/1 de ditiotreitol (DTT) , H 8.5: el DTT se agrega para reducir los puentes disulfuro. La Queratina sin Modificar es completamente soluble en solución reguladora 4 (figura 3) . Esta forma un gel blanco en las otras soluciones reguladoras. La Queratina con 50% de Modificación es soluble en las soluciones reguladoras 3 y 4 (figura 4) . Esta forma un gel blanco en las otras soluciones reguladoras. Cuando la solución reguladora 2 se calienta a 40°C se obtiene una dispersión turbia. La Queratina con 90% de Modificación es soluble o dispersable en todas las soluciones reguladoras; la solución reguladora 1 y 2 permanecen un poco turbias (figura 5 ) .

Formación de película Para producir películas mediante moldeo de solución, es necesaria una buena dispersión o solución en agua. No fue posible producir películas a partir de Queratina sin Modificar. A partir de Queratina con 50% de Modificación se mezcla una dispersión al 5% con glicerol (0.30 g/g de queratina) y se vacía en una caja Petri . Después de secar, se obtiene una película resistente (resistencia a la tracción 153 kgf /cm2 (15 MPa) ) , la cual no es soluble en agua a temperatura ambiente. ? partir de la Queratina con 90% de Modificación se prepara una película similar. Esta película tiene propiedades mecánicas inadecuadas (resistencia a la tracción < 51 kgf/cm2 (5 MPa) ) y es soluble en agua.

Propiedades adhesivas La Queratina con 50% de Modificación tiene propiedades adhesivas adecuadas y es especialmente apropiada para adherir papel a vidrio, lo cual con frecuencia se utiliza para botellas de cerveza.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento para producir queratina parcialmente modificada y parcialmente hidrolizada, el procedimiento comprende los pasos de (a) solubilizar queratina a partir de un material de partida que contiene fibra de queratina, en una solución acuosa utilizando un agente reductor a pH alcalino, y (b) modificar parcialmente los grupos -SH de la queratina solubilizada mediante alquilación, caracterizado porque la queratina solubilizada se hidroliza parcialmente como resultado de las condiciones de los pasos (a) y (b) y un paso de hidrólisis opcional adicional (c) , con el cual la queratina solubilizada se hidroliza parcialmente de modo tal que por lo menos el 50% de las moléculas de queratina solubilizada tengan un peso molecular mayor de 1 kDa y menor de 10.4 kDa y con el cual la queratina solubilizada tiene una distribución de peso molecular que es esencialmente igual a una distribución de pesos moleculares de queratina que se obtiene cuando se solubilizan 40 g de plumas de ave de corral secas y limpias en un litro de una solución acuosa de sulfuro de sodio 0.05-0.5 M a un pH entre pH 10.0 y pH 13.5, a una temperatura entre 40 y 80°C durante 30-90 minutos.

2. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la queratina solubilizada se hidroliza parcialmente de tal manera que por lo menos el 1% de la queratina solubilizada tiene un peso molecular menor de 10 kDa y por lo menos el 50% de la queratina solubilizada tiene un peso molecular mayor de 5 kDa.

3. - Un procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se modifican por lo menos 10% y no más del 70% de los grupos -SH de la queratina solubilizada .

4. - Un procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente reductor comprende un sulfuro, de preferencia un sulfuro de metal alcalino o sulfuro de amonio.

5. - Una composición que comprende queratina, en la cual la queratina se caracteriza porque: a) por lo menos el 10% y no más del 70% de los grupos -SH de la queratina están modificados mediante alquilación; y b) por lo menos el 50% de queratina solubilizada tiene un peso molecular entre 1 y 11 kDa y en la cual la queratina solubilizada tiene distribución de peso molecular que es esencialmente igual a una distribución de pesos moleculares de queratina que se obtiene cuando se solubilizan 40 g de plumas de ave de corral limpias y secas en un litro de solución acuosa de sulfuro de sodio 0.05-0.5 M a un pH entre pH 10.0 y pH 13.5, a una temperatura entre 40 y 80°C durante 30-90 minutos.

6. - Una composición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque por lo menos el 1% de la queratina tiene un peso molecular menor de 10 kDa, y por lo menos el 50% de la queratina tiene un peso molecular mayor de 5 kDa.

7. - Una composición que comprende queratina, caracterizada porque la composición se puede obtener en un procedimiento que comprende los pasos de: a) solubilizar queratina a partir de material de partida que contiene fibra de queratina, en una solución acuosa de sulfuro de sodio 0.05-0.5 M a un pH entre pH 10.0 y pH 13.5 , a una temperatura entre 40 y 80°C durante 30-90 minutos; b) modificar, mediante alquilación, entre el 10 y el 70% de los grupos -SH de la queratina solubil izada .

8. - Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5-7, caracterizada porque la composición está en forma de una solución o dispersión acuosa.

9. - Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5-7, caracterizada porque la composición está en forma sólida, de preferencia en forma de un polvo o granulado dispersable que no genere polvo.

10. - Un procedimiento para producir un producto basado en queratina, el procedimiento se caracteriza porque se utiliza una composición que contiene queratina como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 5-9 como una fuente de queratina .

11. - Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el producto basado en queratina se produce fundiendo una solución o dispersión de queratina como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 5-9.

12. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el producto basado en queratina es una película o un * 59 revestimiento .

13. - Un producto basado en queratina que se produce a partir de una composición que contiene queratina de conformidad con cualquiera de las 5 reivindicaciones 5-9, el producto se cracaterizad porque es una película o un revestimiento con: a) una resistencia a la tracción mayor de 153 kgf/cm2(15 MPa); b) un módulo E mayor de 1020 kgf/cm2 (100 10 MPa) ; y c) un estiramiento hasta ruptura mayor del 10% .

14. - El uso de la queratina de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5-9, en la 15 preparación de películas o reves imientos; en la preparación de materiales de empaque biodegradables ; en formulaciones para sistemas de liberación controlada para sustancias activas,- en la formación de emulsiones, dispersiones o sistemas acuosos de 20 fases múltiples; como, o en, materiales de relleno, agentes gelif icantes , aglutinantes, agentes para volumen, agentes para granulación, agentes para liberación, materiales de matriz, emulsificantes o estabilizadores; como un antioxidante; o como un 25 agente antimicrobiano.