Optimización de procesos biotecnológicos para la obtención del biopolímero quitina a partir de exoesqueletos de langostinos (Litopenaeus vannamei)

Abstract

El objetivo del presente trabajo de investigación es la obtención del biopolímero quitina de residuos de langostinos (Litopenaeus vannamei), mediante técnicas biotecnológicas optimizadas, para lo cual fueron evaluadas bacterias, así como condiciones de operación que permitan la hidrólisis enzimática de proteínas y la hidrólisis ácida de minerales a condiciones óptimas. Se evaluaron dos bioprocesos que permitieron la obtención del biopolímero, siendo estos el bioproceso de desmineralización (DM) y el bioproceso de desproteinización (DP). En ambos bioprocesos fueron utilizadas cepas bacterianas provenientes del banco de cepas del Laboratorio de Biotecnología del Instituto Tecnológico de la Producción (ITP). En el bioproceso de desmineralización se evaluó el uso de una bacteria ácido láctica seleccionada por su capacidad acidificante y fermentativa; tres variables independientes (tiempo, temperatura y medio de cultivo) fueron evaluadas por su efecto sobre la producción de ácidos orgánicos. En el bioproceso de desproteinización se evaluó el uso de un consorcio bacteriano (CB), compuesto por bacterias seleccionadas por su capacidad enzimática y de trabajar en consorcio; asimismo tres variables independientes (tiempo, temperatura y volumen de inóculo) fueron evaluadas por su efecto sobre el bioproceso de hidrólisis enzimática de proteínas. Los bioprocesos de DM y DP fueron llevados a cabo y optimizados mediante el empleo de diseños factoriales (2k y 3k) y la metodología de superficie respuesta (MSR), cuyos resultados permitieron hallar las condiciones óptimas de operación para ambos bioprocesos, siendo estas de 48 horas, 27.9ºC y medio de cultivo MRS para el bioproceso de DM, y de 77. 76 horas, 32.88°C y 11.05 mL inóculo de 107UFC/mL para el bioproceso de DP. Los bioprocesos de DM y DP optimizados permitieron la obtención de quitina con una composición proximal de 14.48% ceniza orgánica, 2.18% grasa, 0.68% proteína y 82.50% quitina en base seca, consiguiendo un grado de deacetilación de 86.71 % (%DO), alcanzando niveles de 94.72 %DP y 73.60 %DM.