Purificación química, física y biológica de quitina en exoesqueletos de crustáceos e insectos, pre-tratados por fermentación sólida

Abstract

Debido a las cantidades crecientes de desechos de camarón que generan un aumento en la contaminación ambiental, los daños ocasionados en los cultivos por la plaga de chapulín y el interés comercial de la purificación de la quitina y sus derivados por la necesidad de tener sustratos baratos y disponibles, este trabajo de investigación consistió en evaluar la purificación química, física y biológica de quitina de exoesqueletos de camarón y chapulín, pre-tratados por fermentación sólida. Para ello, primero, se evaluó en cada tratamiento (químico, físico y biológico) el contenido de desproteinización y desmineralización. Así mismo, los resultados para ambos sustratos demostraron que la fermentación en medio sólido (FMS) con Lactobacillus plantarum BG-112 a las 120 h produjo una desproteinización de 32.43 y 32.63%, y una desmineralización de 40.31 y 13.56%. Por otra parte, en la hidrólisis alcalina-ácida presentó una desproteinización de 98.19 y 96.75%; y una de desmineralización de 98.91 y 92.66%. Por último, en la ultrasonicación empleando 40% de amplitud, la desproteinización fue de 64.58 y 61.12%; y una desmineralización de 13.71 y 12.29% respectivamente. Con las condiciones de fermentación previamente seleccionadas, el proceso se escaló utilizando un reactor con una capacidad de 1.5 kg. En el tratamiento combinado de FMS-ultrasonicación los resultados para ambos sustratos mostraron un contenido de desproteinización de 84.82 y 76.38%; y una desmineralización 82.12 y 79.39% respectivamente; sin embargo, en el escalamiento del tratamiento combinado de FMS-Hidrólisis química alcanzó un mayor contenido desproteinización de 94.67 y 92.04%; y una desmineralización 95.58 y 96.37% respectivamente y por último en el escalamiento del tratamiento combinado de FMS-Hidrólisis Enzimática se alcanzó un mayor contenido de desproteinización de 80.45 y 78.71% una desmineralización de 52.00 y 51.79% respectivamente. En general el tratamiento químico generó una mayor remoción de proteínas y minerales en comparación con los demás tratamientos con un tiempo de proceso de 5 h, y los rendimientos alcanzados de quitina fueron de 51.94 y 47.68% para camarón y chapulín respectivamente. Sin embargo, la aplicación de ondas ultrasónicas permitió obtener una extracción tanto de proteínas y minerales en un tiempo menor (2 h) extrayendo quitina con rendimientos en base húmeda de 75.3 y 74.02%. Se concluyó que a partir de la FMS como pre-tratamiento es una herramienta eficiente que permitió desproteinizar y desmineralizar los exoesqueletos chapulín y camarón para la obtención de quitina, siendo este último el más eficiente en el sentido del medio ambiente.