Obtención de nanopartículas de quitosano, a partir de subproductos de camarón del caribe colombiano

El camarón es un producto marino de gran importancia a nivel mundial, debido a su alta demanda en los mercados internacionales. En 2024, la industria camaronera totalizó ventas internacionales por USD 21.100 millones, mientras que Colombia exportó USD 20.96 millones, con un volumen de 4.16 mil toneladas métricas con un crecimiento internanual del 22%, lo que evidencia un incremento en la oferta y demanda [1-2].
No obstante, uno de los de los principales retos de la industria camaronera es la gestión de subproductos generados por el procesamiento del camarón, los cuales constituyen una proporción del 20-50% del peso total, incluyendo cabezas, caparazones, vísceras, pelópodos, colas, el cefalotórax y el exoesqueleto, los cuales producen más de 1 millón de toneladas de desechos anualmente en todo el mundo [3]. Actualmente, el método más común de eliminación de estos subproductos consiste en su deposición en vertederos o arrojarlos directamente al océano, lo que provoca consecuencias negativas para el suelo, los recursos hídricos y los ecosistemas marinos [3]. Además, estos pueden conducir a la liberación de gases de amina durante la fermentación de los desechos de camarón, volviendo que las áreas cercanas sean inhabitables [3]. Asimismo, estos residuos contienen materiales valiosos como la quitina (10-25%), proteínas (30-60%), lípidos (10-25%) y minerales (2-10%) [4] . La quitina puede ser transformada en quitosano mediante un proceso de desacetilación. El quitosano es un polisacárido biodegradable y biocompatible, que posee propiedades antimicrobianas, anticancerígenas, alta resistencia mecánica y una alta capacidad para adherirse a superficies biológicas [5].
Ante este panorama, esta investigación propone el aprovechamiento de los subproductos del camarón del occidente colombiano para extraer quitosano mediante procesos de desmineralización, desproteinizacion y desacetilzación, utilizando HCl y NaOH. El quitosano obtenido fue empleado en la obtención de nanopartículas, mediante la gelación ionotrópica, según la metodología de Dube et al [5]. El procedimiento consistió en la adición gota a gota de una solución de tripolifosfato de sodio (TPP), utilizado como agente reticulante, sobre una solución de quitosano disuelto con ácido acético, bajo agitación magnética constante. Una vez obtenidas, las muestras se caracterizaron a través de microscopia electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM), espectroscopía infrarroja por reflectancia total atenuada (ATR-FTIR) y distribución de tamaño de partícula mediante Mastersizer.
La caracterización por FESEM fue complementada con un ensayo de espectroscopia de energía dispersiva (EDS). Los resultados revelaron nanopartículas con morfología esféricas, con diámetros entre 21.463 nm y 265.053 nm (Figura 1a). Adicionalmente, mediante la técnica de EDS se obtuvieron imágenes de colorSEM, que permitieron identificar la presencia de carbono, hidrógeno y oxígeno, elementos característicos del quitosano (Figura 1b). Por otro lado, mediante el análisis del Mastersizer se observó un comportamiento similar, cuyo pico de densidad relativa se encuentra alrededor de los 166 nm.
Estos resultados demuestran que las nanopartículas de quitosano obtenidas a partir de subproductos del camarón presentan un tamaño adecuado para aplicaciones alimentarias, cosméticas, farmacéuticas, y especialmente, para la encapsulación de sustancias bioactivas, favoreciendo su estabilidad frente a agentes fisicoquímicos externos [5]. Este tipo de investigaciones contribuyen al desarrollo de estrategias de valorización de los subproductos del camarón.