Valorización de subproductos camaroneros para la obtención de quitosano con aplicaciones alimentarias

Los camarones constituyen uno de los principales productos de la industria acuícola a nivel global. Su cultivo y procesamiento generan entre 6 y 8 millones de toneladas de subproductos anualmente [1], de los cuales 40-50% son considerados residuos [2]. Estas fracciones incluyen cabeza, cola y exoesqueleto, cuya acumulación puede acarrear problemas ambientales y de salud pública [1]. No obstante, análisis químicos han revelado su alto contenido en quitina (20–30%) [2], proteínas (30–40%) [2], minerales como carbonato y fosfato de calcio (30–50%) [2], además de otros compuestos bioactivos como lípidos y carotenoides [2].
Entre las estrategias de valorización de este subproducto, la extracción de biomoléculas ha cobrado especial interés [1]. Estas incluyen compuestos como la quitina y su derivado, el quitosano, un polisacárido biodegradable, biocompatible y no tóxico, con múltiples aplicaciones en la industria alimentaria, farmacéutica y biomédica [3]. El quitosano se obtiene mediante desacetilación de la quitina, proceso que modifica su estructura y funcionalidad, dando lugar a una molécula versátil con propiedades antimicrobianas y filmógenas [1], [3]. Así, el aprovechamiento de los subproductos camaroneros no solo permite recuperar compuestos de alto valor añadido, sino que contribuye a mitigar los impactos negativos de esta cadena productiva; los subproductos suelen ser incinerados, lo que resulta poco eficiente por su baja capacidad de combustión y provoca la emisión de gases peligrosos a la atmósfera [1], o directamente dejados a descomponerse a la intemperie, favoreciendo la generación de compuestos volátiles y el crecimiento de microorganismos patógenos, con potenciales repercusiones negativas en la salud pública [2].
En este trabajo, se propone la valorización de los subproductos generados por la industria camaronera, mediante la obtención de quitosano. Para ello, se partió de una harina constituida por residuos de cabezas y exoesqueletos, a la cual se le realizaron tratamientos secuenciales de desmineralización, desproteinización y desacetilación. Se partió por una desmineralización, que se llevó a cabo utilizando HCl al 3,0 M a 75 °C durante 2 horas, mientras que la desproteinización se realizó con NaOH al 2,5 M a 80 °C durante 2 horas. Finalmente, el proceso de desacetilación se efectuó empleando NaOH al 17,5 M a 90 °C durante 2 horas. El quitosano obtenido se caracterizó mediante diferentes técnicas.
Entre los resultados obtenidos, se destacan los análisis espectroscópicos mediante FTIR, donde se observaron bandas características en las regiones de 1650 cm-1, 1555 cm-1 y 1308 cm-1, correspondientes a los grupos funcionales de las amidas [1], típicos del quitosano. Además, se determinó un grado de desacetilación de 68,16% ± 2,60% y un peso molecular promedio estimado de 91,19 kDa. Estos valores se encuentran dentro del rango reportado para quitosanos de bajo peso molecular (50–150 kDa de peso molecular) [4], pero también bajo grado de desacetilación (entre 55% y 70%) [4], lo que sugiere que el material obtenido podría presentar propiedades de solubilidad, viscosidad y capacidad de enlace similares a las observadas en estudios previos, y permite discutir su viabilidad para aplicaciones en áreas como biomedicina, empaques biodegradables o tratamiento de aguas [1], [4].
Los resultados obtenidos respaldan el potencial del quitosano extraído para aplicaciones en la industria alimentaria; en especial, su grado de desacetilación y su peso molecular lo convierte en una alternativa atractiva para la formulación de recubrimientos biodegradables y comestibles en el campo de los alimentos.