Development of a protocol to produce chitosan from the larval exuvia of Tenebrio molitor - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Desarrollo de un protocolo para producir quitosano a partir de la exuvia larval de Tenebrio molitor
Many of the polymers currently used in industry, research, and other fields are not easily biodegradable. These polymers most of the time are derived from petroleum, which has a significant environmental impact in their production. Chitosan serves as an alternative raw material with the potential of replacing various materials due to its properties. However, most of the industrial chitosan is extracted from waste generated by marine species processed for the food industry, making its extraction process non-scalable and dependent on the seasons when these species are caught. Additionally, industrial chitosan often has a high mineral content that is difficult to remove. It is possible to obtain chitosan from insects in a more scalable and season-independent manner. In this study, a protocol was developed to obtain chitosan from the exuviae of larvae from the species Tenebrio molitor. The process involves chemical treatment to deproteinize and demineralize these waste materials to convert them into chitin. Subsequently, deacetylation is carried out to transform chitin into chitosan. By processing the larval exuviae and making various modifications to the extraction protocol, an overall yield of 13.01% of the total mass of the raw material used was achieved. The transformation of larval exuviae into chitosan was confirmed through infrared spectroscopy (FTIR). Finally, the obtained product was confirmed to be chitosan through thermogravimetric analysis (TGA), and morphological differences were observed between the larval exuviae, the obtained chitosan, and commercial chitosan using scanning electron microscopy.
Muchos de los polímeros que son utilizados actualmente en la industria, investigación y otras áreas no son fácilmente biodegradables. Estos polímeros la mayoría de las veces suelen ser derivados del petróleo, lo que implica un gran impacto ambiental en su producción. El quitosano actúa como una materia prima alternativa, con el potencial de reemplazar distintos materiales gracias a sus propiedades, sin embargo, la mayor parte del quitosano industrial es extraído de desechos de especies marinas procesadas para la industria alimentaria, lo que hace que su extracción sea poco escalable y dependiente de las estaciones donde se pescan estas especies, además de tener un alto contenido en minerales, los cuales son difíciles de remover. Es posible obtener quitosano de insectos, de manera más escalable y no dependiente de las estaciones de pesca. En el presente estudio, se desarrolló un protocolo para obtener quitosano de las exuvias larvales de la especie Tenebrio molitor, a partir de un procesamiento químico donde se desproteinizan y demineralizan estos desechos para transformarlos en quitina, y posteriormente de desacetila para transformala en quitosano. Al procesar las mudas de las larvas, y tras distintos cambios al protocolo de extracción, se logró obtener un rendimiento global de un 13.01% de la masa total de la materia prima utilizada. Así mismo, se evidenció mediante espectros infrarrojos (FTIR) la transformación de las exuvias larvales hacia quitosano. Finalmente, se confirmó que el producto obtenido era quitosano mediante un perfil termogravimétrico (TGA) y se observaron diferencias morfológicas entre las mudas de larvas, el quitosano obtenido y el quitosano comercial mediante microscopía electrónica de barrido.
Keywords: Polymers; Biomaterials; Insects; Waste Revaluation; Chemical Processing; Polímeros; Biomateriales; Insectos; Revalorización de Desechos; Procesamiento Químico