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Colágeno: de la tilapia a la cosmética

20/10/2017
Por: Sergio A. Urquijo Morales – Vicerrectoría de Investigación

La tilapia es el pescado de acuicultivo más común en Colombia, pero gran parte del producto, que no se consume como alimento humano, se desperdicia. Investigadores del grupo de Nutrición y Tecnología de Alimentos extraen con métodos químicos colágeno de buena calidad, lo que permite valorizar los subproductos. 

Para quienes gustan del pescado, un plato de tilapia es uno de los resultados más sabrosos de la industria acuícola en Colombia. Cientos de estanques artificiales permiten la cría de esta especie, que representa en 58% de la producción de pescado cultivado en el país.

No obstante, en el proceso, casi el 60% del pescado no es aprovechado: escamas, espinas, vísceras y pieles. “Mucho se dedica a funciones de poco valor agregado, como alimentación de animales o fertilizantes, pero también mucho se desperdicia y a veces se arroja a las fuentes agua”, comenta el profesor José Edgar Zapata, del grupo de investigación Nutrición y Tecnología de Alimentos.

Disponer de dichos residuos en el ambiente no solo requiere espacio y genera molestias —como los olores—, sino que su biodegradación en grandes cantidades se convierte en un problema ambiental. “Los residuos tienen un alto contenido de proteínas y de lípidos. Al ser tan nutritivos, tienen un fuerte impacto sobre el ambiente porque los microorganismos en medios acuáticos se alimentan de esos desperdicios se reproducen rápido y agotan el oxígeno, lo que acaba con otros organismos”, explica el profesor Zapata.

Una de las mejores formas de aprovechar más los residuos es extraer de ellos un producto de gran valor: el colágeno. Es la proteína más abundante en los organismos animales y conforma buena parte de la piel, los huesos y los tejidos conjuntivos. Lo encontramos abundante en los cartílagos y las membranas. Industrialmente es usado en multitud de productos cosméticos (algunos con publicidad bastante controversial) y de nuevos polímeros de gran utilidad.

Prácticamente todo el colágeno que se comercializa en Colombia es importado de Europa, Canadá y China, donde es extraído principalmente de la piel de cerdos y vacas. Ante este panorama, los investigadores del grupo vieron una forma de aprovechar los residuos y disminuir su impacto, y a la vez identificaron que es una prometedora fuente de materia prima nacional de calidad.

Tras varios proyectos, donde afinaron metodologías y adquirieron equipos, en 2012 se vincularon como componente de un macroproyecto para fortalecer la acuicultura en Antioquia, financiado por el fondo CT+I del Sistema General de Regalías. “La profesora Estela Piedrahita, que hace parte del grupo, logró despertar ese interés en la Gobernación de Antioquia, y con la también docente Nelly Ospina conformamos un equipo que fue creciendo”, señala el profesor Zapata. Entre docentes investigadores, pasantes y estudiantes de pregrado y posgrado, han participado más de 20 personas en esta serie de proyectos de aprovechamiento de residuos piscícolas. 

Extracción

Tras el fileteado, luego de rescatar las partes de inertes (espinas, piel y escamas), se lavan y se caracterizan para determinar qué porcentaje de humedad, grasa, proteína y ceniza tienen.

“En el sustrato hay otras proteínas que pueden convertirse en contaminantes del colágeno”, indica el profesor Zapata. Para evitar esto, en la primera etapa del proceso se eliminan las proteínas no colagenadas, usando hidróxido de sodio (NaOH); luego, con butanol, se quita la grasa.

El resultado pasa por varias soluciones ácidas, principalmente ácido acético (CH3COOH, el popular vinagre) que separa la proteína de los demás compuestos y libera el colágeno, que queda soluble. Este se decanta con sal (NaCl) y es refinado hasta que se logra un producto de calidad. 

Los procedimientos se refinan constantemente para mejorar eficiencia e incrementar el rendimiento de recuperación sin dañar la estructura química de la molécula, pues esta es la que hace que el producto sea funcional cuando se consume.Hay que controlar todos los factores: un tratamiento muy intenso extrae más colágeno pero puede dañarlo; un tratamiento muy suave rebaja el rendimiento y el colágeno sale más costoso”, aclara el investigador.

Aunque estos procedimientos se usan en todo el mundo y la competencia china es, como en todos los campos, abrumadora, la apuesta es por la autonomía del país. “Creemos que la posibilidad de ser viables radica en que a los residuos nacionales no se les ha encontrado uso, y deben disponerse”, comenta el profesor Zapata; “aún no hemos incluido el componente de viabilidad económica, pues aún estamos en etapa de ensayos en pequeños reactores, pero lo tenemos en mente”.

Los resultados del proyecto de Regalías mostraron el potencial de los residuos de la acuicultura, y alentaron nuevos proyectos del grupo. Por ejemplo, otra parte de los residuos, las vísceras, ya comienzan a ser utilizadas en el campo, mediante una técnica llamada ensilado, que permite generar alimento para animales a partir de estos residuos y que también es explorada por el grupo. 

Durante el proyecto de Regalías se hicieron capacitaciones para los piscicultores de Antioquia sobre técnicas generales de aprovechamiento de residuos mediante ensilado. “Los campesinos aprendieron a ensilar y a hacer alimento para sus propios peces”, comenta el profesor Zapata. 
Aún no se hacen capacitaciones sobre extracción de colágeno, pues es un proceso que requiere mayores plantas y equipos más sofisticados, pero los medianos y grandes piscicultores podrían  sacar enorme provecho de estos desarrollos científicos y tecnológicos de la investigación universitaria.

Quién sabe, en poco tiempo, en nuestras manos haya elegantes productos naturales para el cuidado de la piel, en cuya etiqueta se pueda ver… una tilapia colombiana. 

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