Bioconversión de desechos de crustáceos mediante fermentación láctica y maloláctica para la obtención de quitosano.

• Rosero , Christian ^[1] ; Novillo, Fernando ^[1] ; Calderón, Ana ^[1] ; Salazar, María Gabriela ^[1]
  1. [1] Universidad Central del Ecuador

     Universidad Central del Ecuador

     Quito, Ecuador

     
• Localización: infoANALÍTICA, ISSN 2477-8788, ISSN-e 2602-8344, Vol. 12, Nº. 1, 2024 (Ejemplar dedicado a: infoANALÍTICA (July-December)), págs. 119-139
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Bioconversion of crustacean wastes by lactic and malolactic fermentation to obtain chitosan
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• Resumen
  • español

    La quitina es un polímero natural que está presente en los exoesqueletos de los crustáceos, arácnidos y muchos insectos. En esta investigación se extrajo la quitina mediante bioconversión de desechos de camarón (Farfantepenaeus brevirostris) y cangrejo (Ucides occidentalis) por fermentación láctica y fermentación maloláctica para posteriormente obtener quitosano. Para llevar a cabo las fermentaciones se diseñó un biorreactor anaerobio, en el cual se mantuvo los sustratos durante dos y tres semanas. En este proceso se genera ácido láctico que es el responsable de la desmineralización de los desechos de los crustáceos. Posteriormente, se realizó una hidrólisis básica con NaOH al 5 % para la desproteinización de los exoesqueletos y un blanqueado con una solución de NaClO al 1 %. Para el proceso de desacetilación de quitina a quitosano se utilizó como fuente alternativa de energía un microondas acoplado a un equipo de reflujo que se trabajó a una potencia de 700 W. Los rendimientos obtenidos de quitina y quitosano estuvieron entre 28 y 33 %, respectivamente, y los grados de desacetilación de quitosano entre 68 y 77 %, el quitosano obtenido fue caracterizado mediante espectroscopia infrarroja, viscosimetría, microscopia óptica y titulación potenciométrica. Esta investigación abre nuevas alternativas de obtención de quitosano mediante métodos mixtos químico-biológicos, que permiten dar un valor agregado a desechos de crustáceos y a sustratos como el suero lácteo y zumos de frutas.

  • English

    Chitin is a natural polymer that is present in the exoskeletons of crustaceans, arachnids, and insects. In this research, chitin was extracted by bioconversion of shrimp (Farfantepenaeus brevirostris) and crab (Ucides occidentalis) waste by lactic fermentation and malolactic fermentation to subsequently obtain chitosan. To carry out the fermentations, an anaerobic bioreactor was designed, in which the substrates were kept for 2 and 3 weeks. In this process, lactic acid is generated, which is responsible for the demineralization of the crustacean waste. Subsequently, basic hydrolysis was carried out with 5% NaOH for deproteinization of the exoskeletons and bleaching with a 1% NaClO solution. For the process of deacetylation of chitin to chitosan, a microwave coupled to a reflux unit was used as an alternative source of energy at a power of 700 W. The obtained yields of chitin and chitosan were between 28 and 33% respectively and the degrees of chitosan deacetylation between 68 and 77%, the obtained chitosan was characterized by infrared spectroscopy, viscosimetry, optical microscopy and potentiometric titration. Finally, this research opens new alternatives for obtaining chitosan by means of mixed chemical-biological methods that allow giving added value to crustacean wastes and substrates such as whey and fruit juices.