Después de la celulosa, la quitina es el biopolímero más abundante de la tierra, con una producción, para el año 2010, de 13.700 toneladas métricas, y con ventas superiores a US$ 50.000 millones, es una de las materias primas con más aplicaciones en las industrias de la biomedicina, nutrición, procesamiento de alimentos, farmacología, agricultura y cosméticos.

La quitina está presente en el exoesqueleto de artrópodos, crustáceos e insectos y hace parte de la estructura celular del microhongo aspergillus niger, subproducto industrial de la fabricación de ácido cítrico.

“El microhongo es un desecho industrial, de grandes proporciones, que se descompone rápidamente, y cuya disposición y tratamiento ha llegado a ser un problema”; explica el docente Gustavo Eduardo Bolaños Barrera, director del Grupo de Investigación en termodinámica Aplicada y Fluidos Supercríticos de la Universidad del Valle; “pero de él se puede obtener, mediante un proceso muy complejo y contaminante, esta importante materia prima industrial”, dice.

Los procesos para obtener la quitina del microhongo usan químicos tóxicos y corrosivos, como ácido clorhídrico y sulfúrico y soda cáustica. “Todo este proceso para producir una pequeña cantidad de quitina, que deja muchos desechos difíciles de manejar ambientalmente”, explica el profesor Bolaños.

“Nosotros hemos desarrollado un proceso totalmente limpio que mejora los existentes” y que ya está patentado por la Superintendencia de Industria y Comercio, fruto del trabajo del docente Bolaños junto con los profesores Laura Ordóñez Beltrán y Jaime García Diosa, y el Grupo de Investigación.

La quinceava patente de invención de la Universidad del Valle “Proceso para elaborar un complejo de quitina-glucano”, solamente usa agua, transformando un procedimiento engorroso, caro y contaminante a uno 100% limpio y de bajo costo.

La idea surgió hace 15 años, cuando el profesor Bolaños visitó una de las plantas productoras de ácido cítrico más grandes del país, ubicada en Palmira: “noté la cantidad de microhongo de desecho, que se ve al ingresar al Valle por aire y sobrevolar la planta, justo cuando el avión comienza a descender. Se ven montañas del hongo y su disposición evidentemente era un problema para la empresa”.

“En el Grupo comenzamos a mirar qué se podía hacer con eso. Encontramos que tenía quitina y que el proceso tenía muchas limitaciones. Siempre hemos querido separar la quitina, por todas las aplicaciones que tiene; debíamos buscar una manera mucho más barata de separarla, con un proceso más amigable con el medioambiente.”

“Unos colegas japoneses habían tratado bagazo de caña, compuesto de celulosa, el biopolímero más abundante del planeta, mediante un proceso con agua caliente y comprimida. Vimos su trabajo en un evento internacional y notamos que quizás podríamos aplicar la misma idea en el proceso de la quitina”, comenta el docente.

Los investigadores emprendieron la labor de comprobar la hipótesis, revisaron la idea, analizaron la estructura de la quitina y formularon el proyecto de investigación.
“Averiguamos las variables y después de muchas pruebas logramos encontrar el tiempo (de 2 a 5 segundos), la presión (3.000 psi -libras por pulgada cuadrada- o 200 atm - atmósferas aprox.) y la temperatura (250°C) para separar la quitina del microhongo”.

“Lograr el intervalo de tiempo fue lo más difícil -añade- tuvimos que construir una máquina que nos dejara poner el hongo solamente entre dos y cinco segundos en esas condiciones”.

“Hicimos un trabajo muy importante de ingeniería”. El grupo tuvo que inventar algunas piezas de equipo, aún no registradas, que permitieran controlar la presión y la temperatura en esos intervalos tan pequeños de tiempo.

Así, del proceso patentando solo queda una mínima cantidad de agua con algunas proteínas, elementos 100% biodegradables.

El futuro de la biomedicina

Según el profesor Bolaños, de las múltiples aplicaciones industriales que tiene la quitina, la investigación está apuntando a la biomedicina: “queremos usar a los complejos en la fabricación de vendajes y suturas bioabsorbibles”.

 “En la quitina está el futuro de la biomedicina. Se están fabricando vendajes que el cuerpo absorbe y no requieren limpieza ni remoción, a diferencia de los vendajes tradicionales. En otros países han logrado hacer vendajes de este tipo que disparan los factores de cicatrización, crecimiento y regeneración celular inmediatamente”.

Esto se puede lograr, pues “a nivel molecular, los complejos de quitina se enlazan, por ejemplo, con los glóbulos rojos y forman una malla impenetrable para la sangre, deteniendo las hemorragias”, explica el docente.

El profesor Bolaños es optimista: “en el futuro las ambulancias del mundo tendrán productos de ese tipo, que aún no tienen porque obtener la materia prima es muy caro, debido  a los tratamiento de los productos que se usan”.

“Con nuestro proceso producimos a bajo costo los precursores para productos biomédicos. Cuando nuestro proceso se implemente, los precios van a bajar y serán accesibles para todo el mundo.”

El Grupo de Investigación continúa trabajando en la caracterización de la materia prima y el producto. “Nuestra patente está solamente en la producción de la materia prima ahora vamos al siguiente paso, con el desarrollo de los productos finales”

“El análisis de la quitina es un gran desafío, tenemos un producto que sabemos para qué sirve ahora debemos probar la fabricación de las películas para los vendajes bioabsorbibles e implementar técnicas analíticas que permitan dibujar la estructura molecular del producto, buscando la relación que hay entre la estructura molecular de nuestro producto y su actividad biológica”.

“Entregaremos a la sociedad colombiana unos productos biomédicos de bajo costo y con alta efectividad, a partir de unos componentes que originalmente eran un residuo industrial.”