El Tenebrio como fuente alternativa de quitina

La quitina y sus derivados son un excelente material con posibilidades de aplicación ilimitadas gracias a sus múltiples propiedades. Actualmente, la quitina procede de fuentes que presentan problemas, como la escasez de suministros, la disponibilidad estacional y la contaminación ambiental. En este sentido, los insectos podrían ser una opción para solventar estos problemas a la vez que se produce una proteína de alta calidad.

El Tenebrio molitor, también conocido como gusano de la harina o escarabajo de la harina, es una especie de coleóptero de la familia Tenebrionidae. Como todos los coleópteros, presenta un desarrollo holometábolo, lo que significa que sigue un ciclo de 4 fases diferentes: huevo, larva, pupa e imago o escarabajo adulto.

En la cría del Tenebrio se pueden aprovechar todos los subproductos que se generan en cada una de estas fases. Una vez las larvas se han convertido en escarabajos, el principal subproducto es el exoesqueleto del propio escarabajo.

De estos exoesqueletos se extrae la quitina, un polisacárido nitrogenado del que se obtiene el quitosano, polímero que puede ser empleado en una gran cantidad de sectores debido a sus múltiples propiedades.

La quitina y sus derivados presentan un amplio abanico de posibilidades de empleo. Puede emplearse desde la industria química y agroquímica hasta la industria textil y papelera. La mayoría de los estudios encontrados en la literatura están dirigidos al área de la salud, tanto para la inmunología, como para áreas de medicina, farmacia e ingeniería de tejidos.

¿De dónde se obtiene la quitina?

A día de hoy, las principales fuentes de quitina son los caparazones de crustáceos que se acumulan como un importante producto de desecho de la industria alimentaria marina. Los recursos de quitina existentes presentan algunos problemas como la escasez de suministros, la disponibilidad estacional y la contaminación ambiental.

En este sentido, los insectos podrían emplearse como fuentes no convencionales, pero viables, de quitina y quitosano. La extracción de quitina y quitosano de insectos es más ventajosa en términos de métodos de extracción, consumo de productos químicos, tiempo y rendimiento en comparación con las fuentes existentes.

Actualmente se están llevando a cabo diferentes líneas de investigación acerca de la obtención de biopolímeros de quitina a partir del exoesqueleto de los escarabajos para el desarrollo de plásticos biodegradables y ultrarresistentes.

Si bien es cierto que todas estas aplicaciones son viables, la tendencia actual de la investigación parece estar más centrada en el área biomédica, con el desarrollo de tratamientos y métodos que promuevan la regeneración de heridas y/o tejidos nerviosos.

¿Qué interés puede tener la quitina en la agricultura?

La quitina también esta presente en los excrementos del Tenebrio molitor. A este excremento se le conoce como frass y se sabe que la quitina aporta una gran cantidad de beneficios de carácter agronómico a este subproducto. Cuando el alimento pasa a través del intestino medio, las células epiteliales segregan una barrera semipermeable formada por proteínas y quitina que envuelve el alimento. Esta membrana encapsula el alimento en pequeñas porciones donde se lleva a cabo la digestión de las macromoléculas con la entrada de enzimas.

De esta forma, las heces son estructuras esféricas minúsculas formadas por materia orgánica parcialmente digerida protegidas por una película de quitinosa. Entre los principales beneficios de la presencia de quitina para la agricultura, destacan:

  • Inductor de resistencia: La planta interpreta la presencia de quitina como un posible hongo patógeno o un insecto fitófago, lo que se traduce en una activación de sus defensas.
  • Promotor de simbiosis: La quitina promueve el desarrollo, tanto en cantidad, como en variedad, de diferentes microorganismos beneficiosos que actúan contra los microorganismos perjudiciales y mejoran la simbiosis entre rhizobacterias, leguminosas y hongos micorrícicos.
  • Aumento del crecimiento y desarrollo vegetal: La presencia de quitina supone un incremento en la actividad enzimática y metabólica lo que da lugar a un mayor crecimiento de las plantas. Por otra parte, la quitina se va degradando liberando nitrógeno e hidratos de carbono que son asimilados directamente por las plantas.
  • Biopesticida: Actúa contra hongos patógenos gracias al quitosano que penetra en sus núcleos interfiriendo con la correcta síntesis de ARN y proteínas. También actúa contra las bacterias, formando un complejo en su membrana celular e impidiendo la entrada de nutrientes y salida de desechos, lo que provoca la muerte de las bacterias. Además, la presencia de quitina en el suelo se traduce en un incremento de la presencia de microorganismos que parasitan los huevos de los nematodos.
  • Resistencia frente a estrés abiótico: Debido al carácter antioxidante del quitosano puede dotar a las plantas de una mayor resistencia frente a estreses de tipo abiótico. También es capaz de formar complejos con metales pesados y otros elementos contaminantes lo que permite la recuperación de suelos y aguas.

Protiberia y su modelo de economía circular

En Protiberia nos centramos en investigar a fondo las propiedades del Tenebrio y apostamos por un modelo de economía circular donde, ante todo, prima el aprovechamiento de los residuos de industrias cercanas, con los que generamos proteínas de muy alta calidad y subproductos de gran valor como la quitina.

Referencias

Errico S, Spagnoletta A, Verardi A, Moliterni S, Dimatteo S, Sangiorgio P. 2021. Tenebrio molitor as a source of interesting natural compounds, their recovery processes, biological effects, and safety aspects. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2022 Jan;21(1):148-197.

Mohan K, Ganesan AR, Muralisankar T, Jayakumar R, Sathishkumar P, Uthayakumar V, Chandirasekar R, Revathi N. 2020. Recent insights into the extraction, characterization, and bioactivities of chitin and chitosan from insects. Trends Food Sci Technol

Poveda, J. 2018. Nuevos abonos a partir de excrementos de insectos: El caso del gusano de la harina (Tenebrio molitor). Ingeniería y Región. 19, 1-10.

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