Hermetia illucens L (diptera, stratiomyidae) como fonte sustentável de quitina: extração e caracterização

Abstract

Diante do atual cenário de insegurança alimentar, a Hermetia illucens L. (Diptera: Stratiomyidae), conhecida como Black Soldier Fly (BSF), ganha a atenção global como fonte emergente e sustentável para a alimentação humana e animal. A BSF converte eficientemente variadas biomassas orgânicas e a transforma em biomassa rica em quitina. O polissacarídeo quitina tem ampla aplicação no setor alimentício, na elaboração de filmes, revestimentos, ação antimicrobiana, emulsificante e estabilizante. Para a extração da quitina são necessárias etapas de desmineralização e desproteinização, comumente realizadas com solventes hostis ao meio ambiente (HCl e NaOH). Portanto, foi investigado um processo para a obtenção da quitina da exúvia da pupa Hermetia illucens através de processos de desmineralização mais sustentáveis e econômicos. Nesse contexto, o ácido clorídrico foi substituído por um ácido orgânico (ácido acético), em concentrações reduzidas de 0,6 M, temperatura ambiente (25 °C) e tempo de reação de 2 h. Adicionalmente, para o processo de extração da quitina, outras etapas foram implementadas, tais como a desengorduramento utilizando hexano a 60 °C por 6 horas e a desproteinização empregando NaOH 1,25 M a 90 °C por 2,5 horas. As quitinas obtidas foram submetidas a uma análise comparativa com a quitina comercial de crustáceos em termos de sua composição centesimal (umidade, lipídios, cinzas, proteína, fibra em detergente ácido (FDA), lignina em detergente ácido (LDA), eficiência de extração, infravermelha por transformada de Fourier (FTIR), difração de raio-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise térmica gravimétrica (TGA). Os resultados indicaram que o ácido acético resultou em quitina da exúvia da pupa da BSF com teor de cinzas de 1,04%, valor significantemente igual (p≤0.05) à quitina obtida com ácido clorídrico (0,79 %) e à quitina comercial de crustáceos (1,12%). Esses resultados proporcionaram eficiência de desmineralização de 94,45% para o ácido acético e 99,02% para o HCl. Os processos de desengorduramento e desproteinização resultaram em quitinas provenientes da BSF com teores de lipídios e proteínas sem diferença significativa (p≤0.05) em comparação com a quitina comercial. A eficiência de desengorduramento alcançou 96,60%, enquanto a eficiência de desproteinização foi de 37,36% e 37,57% para a BSF_chitin_AA e BSF_chitin_HCl, respectivamente. A quitina da BSF obtida com ácido acético apresentou menor perda na cristalinidade em comparação com a obtida utilizando HCl durante o processo de extração. Além disso, o ácido acético conferiu uma maior estabilidade térmica à quitina da BSF em comparação com a quitina obtida com HCl e a quitina comercial de crustáceos. Ambas as amostras foram caracterizadas como α-quitina, exibindo estrutura molecular e composição química típicas da quitina comercial. A morfologia das quitinas da BSF apresentou uma configuração hexagonal, ao contrário da quitina comercial de crustáceos, que exibiu uma estrutura rugosa. No entanto, não foram observadas diferenças significativas entre as estruturas morfológicas da quitina da BSF obtida com ácido acético e HCl. Assim, os solventes orgânicos produzem quitina com qualidade comparável àquela obtida mediante o emprego de solventes minerais, abrindo novas perspectiva para o uso de solventes mais sustentáveis no processo de desmineralização das exúvias da pupa da BSF.