La quitina es un biopolímero obtenido de los desechos de mariscos y gracias a la nanotecnología se convierte en un importante material para la purificación de proteínas de interés biotecnológico y alimentario. Las sorprendentes propiedades que exhiben los materiales en la escala del nanómetro (la milmillonésima parte de un metro) cada vez más son aprovechadas en diversas áreas.
En una colaboración entre el Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco (IQUIMEFA) en la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires, la Universidad del País Vasco y BCMaterials de España, hemos logrado modificar a nanoescala un biopolímero que es capaz de recuperar proteínas de alto valor biológico en la claras de huevo.
El estudio publicado en la revista “Journal of Industrial and Engineering Chemistry” (10.1016/j.jiec.2020.03.026) reporta el uso de nanopartículas magnéticas que pueden modificar la estructura del polímero aumentando su porosidad y mejorando sus propiedades cromatográficas, además de conferirle propiedades magnéticas para la separación de la matriz cromatográfica mediante campos electromagnéticos. Una tecnología con gran potencial de impacto en la industria biotecnológica.
La clara de huevo contiene principalmente agua (88%) y proteínas. Por cada 100 gramos de clara de huevo, es decir, de unas 3-4 claras líquidas, obtenemos aproximadamente 11 gramos de proteínas de buena calidad. Esta fracción proteica está compuesta por al menos 40 tipos de proteínas, donde la ovoalmunina representa el 54%. Además la clara de huevo contiene aproximadamente un 7 % de globulinas, incluyendo la lisozima, una proteína interesante por sus aplicaciones alimentarias y biomédicas.
Proceso de purificación de lizosima con la nueva matriz cromatografica de quitina magnética. Crédito: Autores.
La lisozima fue descubierta en 1922 por Alexander Fleming, científico británico (el mismo que descubrió la penicilina). Esta es una enzima que se encuentra presente en secreciones como lágrimas, mocos, saliva, leche (la humana es más rica en lisozima que la vacuna) y es obtenida industrialmente de la clara de huevo. La función que realiza esta enzima y la cual resulta interesante para los alimentos es que es capaz de hidrolizar parte de los componentes de la pared bacteriana de los microorganismos. Es decir, rompe la pared externa y eso destruye determinadas bacterias.
Este trabajo de investigación, el cual es parte de mi programa doctoral en la Universidad de Buenos Aires, ha sido realizado en un equipo que lideran los Dres. Copello y Wolman. Hemos visto la importancia industrial de recuperar la lisozima a partir de clara de huevo y ha diseñado una matriz cromatográfica para facilitar y optimizar el proceso. Cabe mencionar, que entre nuevas aplicaciones, por ejemplo puede emplearse en los empaques alimentarios, para crear un film antimicrobiano y poder comercializar alimentos con mayor vida útil y evitar la pérdida de productos agrícolas.
Nuestros hallazgos ofrecen un enfoque interesante para el uso de biopolímeros nanoestructurados a base de quitina en aplicaciones biotecnológicas. Planeamos continuar esta investigación con el objetivo de extender estos hallazgos al desarrollo de nuevos sistemas de membranas cromatográficas con mayor rendimiento y selectivas para purificar otras proteínas comerciales.
