Obtención de un fertilizante foliar a partir del hidrolizado proteico de la membrana de la cáscara de huevo

Abstract

RESUMEN: El huevo es considerado por la organización mundial de la salud, como la fuente de proteína de mayor calidad y más económica del mercado mundial, el cual además se consolida en el territorio nacional como producto de los hogares colombianos. El consumo de huevo se ha visto impulsado en los últimos 40 años, así lo demuestran las cifras de la Federación Nacional de Avicultores de Colombia (Fenavi), que indican que el consumo per cápita anual pasó de 42 huevos en 1970 a 263 en el 2016 [1]. Por lo tanto el alto consumo de huevo genera a su vez altas cantidades de cáscara, un residuo sólido que de no ser dispuesto de una forma correcta facilitaría putrefacciones, trasmisión de olores desagradables, mosquitos y microorganismos patógenos que pueden ocasionar riesgos sanitarios y efectos adversos sobre el ambiente. En los últimos años se han realizado diferentes investigaciones en pro de darle una revalorización a los residuos en el sector de la producción de huevos. Como alternativas no alimentarias humanas existe un abanico de posibilidades, entre los que se destaca el uso del carbonato de calcio (CaCO3) proveniente de la cáscara de huevo para la fabricación de envases ecológicos [2], el uso de la cáscara como catalizador en reacciones de síntesis [3-4], conversión directa y síntesis de Hidroxiapatita a través de la cáscara de huevo [5-6], remoción de metales pesados [7-10], entre otros. Por otra parte la membrana de la cáscara de huevo es un material promisorio para diversas aplicaciones debido a su contenido proteico, entre el que se destaca el colágeno de tipo I, V y X, los cuales pueden ser usados en diferentes campos como la industria cosmética, farmacéutica y bioquímica [11]. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente trabajo tiene como objetivo principal, obtener unhidrolizado proteico de la membrana de la cáscara de huevo para formular un fertilizante foliar a través del cual se le pueda dar una correcta disposición y una valorización a las cáscaras de huevo. El presente texto se centra en primera instancia, en establecer un protocolo eficiente para la separación de la membrana de los residuos de la cáscara de huevo, usando un método físico y uno químico. Posterior a la separación, la membrana se caracterizo fisicoquímica. Por otra parte, basados en los reportes de la literatura, se seleccionaron cuatro ácidos inorgánicos para hidrolizar la proteína presente en la membrana, usando como referencia el ácido clorhídrico con el cual es el más usado en hidrólisis ácida. Se evaluó la actividad fitotóxica de los hidrolizados a diferentes concentraciones, usando como modelo biológico Rábano (Raphanus sativus). Se formuló un fertilizante foliar a partir de los hidrolizados de la membrana y se determinó su eficiencia en un cultivo modelo de Phaseolus vulgarias y se comparó con dos testigos, que incluyeron un fertilizante foliar a base de aminoácidos libres y el otro sin el uso de fertilización.

ABSTRACT: The egg is considered by the world health organization as the highest quality and cheapest source of protein on the world market, which also consolidates in the national territory as a product of Colombian households. Egg consumption has been boosted in the last 40 years, as shown by figures from the National Poultry Federation of Colombia (Fenavi), which indicate that annual per capita consumption rose from 42 eggs in 1970 to 225 in 2011 [1]. Therefore high egg consumption generates high amounts of shell, a solid residue which, if not disposed of correctly, would facilitate putrefaction, transmission of unpleasant odors, mosquitoes and pathogenic microorganisms which may cause health risks and adverse effects on the environment. In the last years, several investigations have been carried out in order to give a revaluation to the residues in the sector of the production of eggs. As a non food alternative there is a wide range of possibilities, including the use of calcium carbonate (CaCO3) from the eggshell for the production of organic packaging [2], the use of the shell as a catalyst in reactions Of synthesis [3-4], direct conversion and synthesis of hydroxyapatite through the eggshell [5-6], heavy metal removal [7-10], among others. On the other hand the membrane of the eggshell is a promising material for diverse applications due to its protein content, among which the type I, V and X collagen, which can be used in different fields as the cosmetic industry , Pharmaceutical and biochemistry [11]. Taking into account the above, the main objective of this work is to obtain a protein hydrolyzate from the eggshell membrane in order to formulate a foliar fertilizer through which it can be given a correct arrangement and a valorization to the shells of egg. The present text focuses in the first instance, to establish an efficient protocol for the separation of the membrane of the residues of the eggshell, using a physical and a chemical method. After the separation, the physicochemical characterization of the membrane was performed. On the other hand, based on the reports of the literature, four inorganic acids were selected to hydrolyze the protein present in the membrane, using hydrochloric acid with which it is reported as the most used in acid hydrolysis. The phytotoxic activity of the hydrolysates was evaluated at different concentrations, using as a biological model Radish (Raphanus sativus). A foliar fertilizer was formulated from the membrane hydrolyzates and its efficiency in a model crop of Phaseolus vulgaris and compared with two controls, which included a foliar fertilizer based on free amino acids and the other without the use of fertilization.