Queratina a partir de la hidrólisis enzimática de harina de plumas de pollo, utilizando queratinasas producidas por Bacillus subtilis / Getting keratin from feather meal using keratinases produced by Bacillus subtilis

Abstract

El objetivo de la presente investigación fue hidrolizar harina de plumas de pollo para la obtención de queratina. El diseño metodológico de la investigación fue experimental; se realizaron cuatro fermentaciones correspondientes a un diseño experimental completamente al azar, resultantes de considerar factores [concentración de sustrato (18 g/L y 23 g/L) y concentración del inóculo (2 y 3 g/L), dos niveles para cada factor]. La determinación de la concentración de nitrógeno total se efectuó mediante espectrofotometría UV-Visibles, el método utilizado fue la digestión de persulfato de potasio (K2S2O8), la concentración máxima de nitrógeno se alcanzó en el tratamiento 2 (1,5 %), lo cual multiplicado por el factor proteico 6,25 dio un porcentaje de proteína de 9,4% de queratina en el hidrolizado, presentando diferencia significativa (p<0,05) del resto de tratamientos, al cabo de 24 horas de retención hidráulica. En conclusión, es posible la hidrólisis enzimática de harina de plumas de pollo utilizando el Bacillus subtilis como productor de proteasas. ABSTRACTThe objective of this research was hydrolyzed feather meal of chicken for the production of keratin. The methodological research design was experimental; four fermentations, corresponding to a completely randomized experimental design, resulting from considering factors [substrate concentration (18 g / L and 23 g / L) and concentration of inoculum (2 and 3 g / L), two levels was performed for each factor]. Determining the total nitrogen concentration was performed by UV-Visible spectrophotometry, the method used is the persulfate potassium digestion (K2S2O8), the maximum concentration of nitrogen is reached in the treatment 2 (1.5%) which multiplied by the factor protein 6.25 gives a percentage of 9.4% protein in the hydrolyzed keratin, showing significant difference (p<0.05) from other treatments at 24 hours hydraulic retention. In conclusion the enzymatic hydrolysis of chicken feather meal is possible using the Bacillus subtilis as a producer of proteases.

Plumas: Implicancia Ambiental Y Uso en La Industria Agropecuaria

“…Sin embargo, el desequilibrio en aminoácidos esenciales generadas por esta técnica (hidrolisis) limita su uso en dosis elevadas, aunque presenta concentración muy elevada en cistina, treonina y arginina, pero deficitaria en metionina, lisina, triptófano e histidina; la suplementación con aminoácidos sintéticos es una alternativa de utilizar las plumas en forma de harina obtenida por hidrolisis (Brotzge et al, 2014). Al parecer, estos métodos tradicionales dan lugar a una pérdida de aminoácidos esenciales tales como metionina, lisina y triptófano y es por ello que se están desarrollando tratamientos biológicos alternativos mediante acción de enzimas queranoliticas producidas por bacterias, actinomicetos y hongos que degradan y utilizan la queratina (Călin et al, 2017;Quintero et al, 2017;Machuca et al, 2016;Pan et al, 2016;Adetunji et al, 2012;Fakhfakh et al, 2011;Rodrigues et al, 2008) y obtener harina de plumas con mayor digestibilidad (hasta 98 %), transformándolo como una fuente viable de proteínas.…”

“…El potencial de utilización de las plumas no se limita a la industria alimenticia pecuaria y como bioabonos en la agricultura, pueden también ser usadas como fuente de peptona en la producción de biomasa láctica (Serna et al, 2012), para la obtención de queratina cosmética (Valencia, 2018;Machuca et al, 2016;Quintero et al, 2015;Salazar, 2013), bioplásticos (Gómez & Yory, 2018;Calle & Washington 2017), en la Industria textil como fibra natural para relleno de almohadas, colchones, bolsas de dormir y otros, con características estructural y mecánicas únicas (Rahhali, 2015), como materias primas livianas, de bajo costo y biodegradables para la fabricación de material de embalaje (Gonzales & Martínez, 2917;Serra, 2014), La bioadsorción de metales pesados (Tejada et al, 2015), bioenergía (Mojica et al, 2016;Aguilar, 2015) aplicaciones biomédicas (Gutiérrez, 2018). Por tanto, los múltiples usos que se le pueden dar están relacionadas a sus propiedades mecánicas y estructurales únicas (Gutiérrez, 2018;Rahhali, 2015), que incluyen biodegradabilidad, bioreabsorbilidad, biocompatibilidad, esterilización, funcionalidad, autoensamblaje y capacidad de fabricación.…”

“…, cerdos y ganado rumiantes está siendo tratado y estudiado por diversos autores por el gran potencial nutricional (Tabla 3) de las plumas, previo procesamiento por hidrolisis o acciones enzimáticas de queratinasas(Cabrera et al, 2018;Machuca et al, 2016;Pan et al, 2016; Brotzge et al, 2014;González & Bauza, 2010).…”