MX2013015363A - Procesos para elaborar derivados de quitina. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso caracterizado porque comprende (1) formar una mezcla acuosa que comprende una composición microbiana y quitina sólida, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; y (2) fermentar la mezcla por un tiempo suficiente para digerir enzimáticamente toda o parte de la quitina para formar una mezcla fermentada que comprende quitosano y glucosamina. En algunas modalidades, la quitina se deriva de la biodegradacián de artrópodos marinos que contienen quitina. En otras modalidades, la quitina se obtiene de hongos, hongos filamentosos y levadura que contienen quitina la cual es extraída vía un proceso químico. En aún otra modalidad, la quitina se obtiene por la biodegradación de hongos, hongos filamentosos, levadura y/o insectos que contienen quitina, preferiblemente usando HQE para la digestión. En algunas modalidades, el proceso se lleva a cabo con una solución que ya contiene quitosano y/o glucosamina tal como HYTb, la fracción acuosa se obtiene a partir de la biodegradación de organismos que contienen quitina.

Description

PROCESO PARA ELABORAR DERIVADOS DE QUITINA Antecedentes de la Invención La quitina, poli ( ß (1-4 ) -N-acetil-D-glucosamina) es un polisacárido natural de mayor importancia. Este polímero es sintetizado por un enorme número de organismos vivos que incluyen crustáceos, insectos, hongos, hongos filamentosos y levaduras. Considerando la cantidad de quitina producida anualmente en el mundo, es el polímero más abundante después de la celulosa.

Las fuentes comerciales principales de quitina han sido los cangrejos y conchas de camarones. En el procesamiento industrial, la quitina es extraída de crustáceos por tratamiento ácido para disolver el carbonato de calcio seguido por extracción alcalina para solubilizar proteínas. El derivado más importante de la quitina es quitosano, obtenido por desacetilación (parcial) de quitina en el estado sólido bajo condiciones alcalinas (NaOH concentrado) o por hidrólisis enzimática en la presencia de qutina desacetilasa . Bajo condiciones controladas, la quitina y el quitosano pueden ser polimerizados para proporcionar derivados solubles en agua tales como oligosacáridos de quitina (ChOS, por sus siglas en inglés) y oligosacáridos de quitosano (COS, por sus siglas en inglés), respectivamente.

Estos oligómeros son reconocidos por su Ref. 245821 bioactividad; que incluyen actividad anti -tumoral , bactericida y fungicida, estimulando la quitinasa y regulando el crecimiento vegqtal . La quitina está involucrada en la defensa del hospedero contra la invasión bacteriana, ha sido usada para preparar la columna de cromatografía de afinidad y es ampliamente usada para inmovilizar enzimas y células completas .

Tomando en cuenta su biodegradabilidad, no toxicidad, inercia fisiológica, propiedades antibacterianas, hidrofilicidad, propiedades que forman gel y afinidad para proteínas, la quitina ha encontrado aplicaciones en muchas áreas distintas de los alimentos tales como en biosensores . Los materiales a base de quitina son también usados para el tratamiento de contaminantes industriales. La quitina puede ser procesada en la forma de película y fibra. Las fibras derivadas de quitina regeneradas son usadas como aglutinantes en el proceso de elaboración de papel, la fibra mejora la resistencia al rompimiento del papel. Sin embargo, el desarrollo principal de la película de quitina y fibra está en las aplicaciones médicas y farmacéuticas como materiales de vendajes para heridas .

Cuando el grado de desacetilación de quitina alcanza aproximadamente 50% llega a ser soluble en medio acídico acuoso y es llamado quitosano. El quitosano es el único polímero catiónico pseudo-natural y de este modo, es usado en muchas aplicaciones. Siendo soluble en solución acuosa, es ampliamente usado en diferentes aplicaciones como soluciones, geles, o películas y fibras. Las investigaciones principales del quitosano se refieren a su preparación con pesos moleculares variados y desacetilación, la dependencia de sus propiedades de solución en la desacetilación, la preparación de derivados y aplicaciones.

El quitosano es muy fácil de procesar que la quitina, pero la estabilidad de los materiales de quitosano es en general inferior, propio de su carácter más hidrofílico y, especialmente, sensibilidad al pH. El quitosano y sus derivados tienen varias propiedades funcionales que les han hecho posible usarlos en muchos campos que incluyen de alimentación, cosmético, biomedicina, agricultura, protección ambiental, manejo de aguas residuales. Los campos más importantes donde la especificidad del quitosano debe ser reconocida son aplicaciones cosméticas, farmacéuticas y biomédicas . Las aplicaciones de suministro de fármaco incluyen oral, nasal, parenteral y administración transdermal, implantes y suministro de gen.

Otro punto a notar es su actividad biológica con respecto a la agricultura puesto que el quitosano presenta actividades antivirales y antifungicas . Inhibe el crecimiento de bacterias e infección bacteriana, y estimula las defensas naturales en la planta. También se usa para el recubrimiento de semillas, protección contra heladas, tiempo de liberación de fertilizantes y nutrientes al suelo .

Aún a pesar de que el quitosano se conoce por tener actividades funcionales importantes, el alto peso molecular y alta viscosidad pueden restringir los usos en algunos campos especiales, particularmente en medicina y la industria de alimentos, debido a que la mayoría de los intestinos animales, especialmente el tracto gastrointestinal humano, no posee enzimas tales como quitinasa y qutosanasa, las cuales degradan directamente el enlace ß-glucosídico en la quitina y quitosano. Distinto del quitosano, sus productos hidrolizados y oligosacáridos de quitosano (COS) son fácilmente solubles en agua debido a su longitud de cadena más corta y su grupo amino libre en unidades de D-glucosamina . La baja viscosidad y mayor solubilidad de COS a pH neutral ha atraído el interés de muchos investigadores para utilizar el quitosano en su forma de oligosacárido . Especialmente, en áreas de alimentación y nutrición han enfatizado su capacidad para mejorar el alimento y calidad y el progreso de la salud humana .

Los métodos químicos y enzimáticos son ampliamente usados para la producción de COS y entre ellos la hidrólisis química es usada más comúnmente en la producción a escala industrial. Sin embargo, la hidrólisis química tiene algunas desventajas para ser comercializada, debido al ambiente de compuestos tóxicos, riesgo superior asociado con la contaminación ambiental, y bajo rendimiento de producción. Los procesos enzimáticos son en general llevados a cabo en baños y son preferiblemente sobre métodos químicos. Esto es debido a las modificaciones químicas adversas minimizadas de productos durante la hidrólisis enzimática.

Otro producto generado a partir de la quitina e la glucosamina, la IT puede ser usada en la agricultura, ha mostrado que la presencia de glucosamina en la composición del suelo provoca un incremento de tricomas absorbentes, los cuales se manifiestan al incrementar el vigor de la planta. La primera reacción que puede ser observada es un fortalecimiento de las puntas que toman un color verde profundo, con los márgenes de las hojas ligeramente rizados. Esto es debido a que, cuando se aplica glucosamina en el suelo, la planta induce una respuesta similar a aquella la cual podría resultar cuando la planta intenta defenderse la misma del ataque de hongos, nemátodos o insectos sin que estos existan realmente.

En el área de medicina, la glucosamina ha sido usada para el tratamiento de artritis, promueve el desarrollo del tejido cartilaginoso, es usada en la reconstrucción de cartílago. La glucosamina está involucrada en la formación de uñas, tendones, piel, ojos, huesos, ligamentos y válvulas cardíacas, también está implicada en la producción de colágeno y proteoglicanos .

Breve Descripcién de la Invención Se describen procesos para incrementar el quitosano y/o glucosamina en HYTb . El proceso comprende (1) formar una mezcla que comprende HYTb, una composición microbiana y quitina sólida, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; y (2) fermentar la mezcla por un tiempo suficiente para digerir enzimáticamente toda o parte de tal quitina para formar una mezcla fermentada. La cantidad de al menos uno de quitosano y glucosamina en la mezcla fermentada es mayor que en tal HYTb.

En una modalidad alternativa, la mezcla es diluida para formar una mezcla diluida la cual es fermentada para digerir toda o parte de tal quitina para formar una mezcla fermentada. La cantidad absoluta de al menos uno de quitina y glucosamina (tomando en cuenta la etapa de dilución) en la mezcla fermentada es mayor que aquella en HYTb.

En algunas modalidades el HYTc es la fuente de tal quitina. En general, HYTc es micronizado para formar quitina micronizada y quitina residual. La quitina usada en el proceso puede ser la quitina micronizada. Sin embargo, puesto que esta forma de quitina tiene otros usos comerciales, se prefiere que la quitina residual sea usada en el proceso.

Dependiendo de la extensión de la digestión de quitina y el uso final del producto del los procesos, los sólidos pueden ser separados de la mezcla fermentada convenientemente por centrifugación o filtración. Se desea que los microbios en la composición microbiana sean retenidos, la filtración se prefiere aunque la baja centrifugación g puede ser usada.

La fuente de quitina no necesita ser de HYTc. Por ejemplo, la quitina derivada de hongos filamentosos y/o levaduras puede ser usada. Véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense 7,556,946 la cual describe un proceso químico para extraer quitina de hongos, que incluyen hongos filamentosos, y levaduras a partir de grupos que incluyen Zygomycetes, Basiomycetes, Ascomycetes y Deuteromycetes . Ejemplos incluyen especies de Aspergillum, Penicillium, Trichoderma , Saccaromyces abd Schizosacaromyces y hongos comestibles tales como especies de Agaricus, Pleurotus, Boletus y Lentinula .

En las modalidades preferidas la composición microbiana comprende HQE.

En otra modalidad, el proceso comprende (1) mezclar un animal marino o derivado de animal marino con una primera composición microbiana para formar una primera mezcla, donde la primera composición microbiana contiene uno o más microbios que producen enzimas que digieren el animal marino o derivado en fracciones sólidas, acuosas y lípidas, en donde la fracción sólida comprende quitina y la fase acuosa comprende aminoácidos, quitosano y glucosamina ; (2) fermentar la primera mezcla; (3) separar la primera mezcla en fracciones sólidas, acuosas y lípidas, donde la fracción sólida comprende quitina y la fase acuosa comprende quitosano y glucosamina; (4) formar una segunda mezcla que comprende la fracción acuosa, quitina y una segunda composición microbiana, donde la segunda composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; (5) fermentar la segunda mezcla para formar una segunda mezcla fermentada; y (6) opcionalmente , separar la segunda mezcla fermentada en una segunda fracción acuosa y segunda fracción sólida, donde la segunda fracción acuosa tiene un contenido superior de al menos uno de quitosano y glucosamina comparado con la primera fracción acuosa.

Como con las modalidades descritas anteriormente, la segunda mezcla puede ser diluida para formar una segunda mezcla diluida la cual es entonces fermentada para digerir toda o parte de la quitina para formar una segunda mezcla fermentada. La cantidad absoluta de al menos uno de quitina y glucosamina en la segunda mezcla fermentada es mayor que aquella en la primera fracción acuosa.

HYTc es la fuente preferida de quitina. Puede ser quitina micronizada o quitina residual.

En este proceso de fermentación de fase múltiple la primera y segunda composiciones microbianas preferiblemente comprenden HQE .

En aún otra modalidad, el proceso comprende (1) formar una mezcla que comprende una composición microbiana y quitina sólida, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; y (2) fermentar la mezcla por un tiempo suficiente para digerir enzimáticamente toda o parte de la quitina para formar una mezcla fermentada. La fuente de la quitina puede ser HYTc. Alternativamente, la quitina puede ser derivada de hongos, que incluyen hongos filamentosos, y/o levaduras por un proceso no enzimático. Véase por ejemplo, la Patente Estadounidense 7,556,946.

Todavía además, la quitina y otros productos útiles pueden ser obtenidos a partir de la biodegradacion de fuentes biológicas que contienen quitina tales como los hongos, que incluyen hongos filamentosos, levadura e insectos identificados anteriormente. El proceso comprende: (1) mezclar una fuente biológica que contiene quitina, tal como hongos, que incluyen hongos filamentosos, levaduras y/o insectos, con una primera composición microbiana para formar una primera mezcla, donde la primera composición microbiana contiene uno o más microbios que producen enzimas que digieren la fuente biológica que contiene quitina en fracciones sólidas, acuosas y opcionalmente lípidas, en donde la fracción sólida comprende quitina y la fase acuosa comprende aminoácidos, quitosano y glucosamina; (2) fermentar la primera mezcla; (3) separar la primera mezcla en fracciones sólidas, acuosas y opcionalmente lípidas, donde la fracción sólida comprende quitina y la fase acuosa comprende quitosano y glucosamina.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es un diagrama de flujo que muestra la digestión de crustáceos para formar HYTb y HYTc . El HYTc y HYTb son subsecuentemente procesados con HQE para formar HYTd, una solución con cantidades relativamente altas de quitosano y glucosamina comparada con HYTb.

La Figura 2 representa la formación de glucosamina como una función de tiempo comparada con HYTb.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra la digestión de hongos, que incluyen hongos filamentosos, levaduras y/o insectos para formar HYTb y HYTc. El HYTc y HYTb son opcionalmente además procesados con HQE para formar HYTd, una solución con cantidades relativamente altas de quitosano y glucosamina comparada con HYTb .

La Figura 4 representa un proceso para elaborar HYTd.

Descripción Detallada de la Invención Se describe un proceso que comprende (1) formar una mezcla acuosa que comprende una composición microbiana y quitina sólida, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; y (2) fermentar la mezcla por un tiempo suficiente para digerir enzimáticamente toda o parte de la quitina para formar una mezcla fermentada que comprende quitosano y glucosamina .

En algunas modalidades, la quitina se deriva de la biodegradación de artrópodos marinos que contienen quitina. En otras modalidades, la quitina se obtiene de hongos, hongos filamentosos y levadura que contienen quitina la cual es extraída vía un proceso químico. Véase por ejemplo, la Patente Estadounidense 7,556,946. En aún otra modalidad, la quitina se obtiene por la biodegradación de hongos que contienen quitina, que incluyen hongos filamentosos, levaduras y/o insectos como se describe en la presente.

En algunas modalidades, el proceso se lleva a cabo con una solución que ya contiene quitosano y/o glucosamina. La degradación de la quitina sólida en el proceso produce más quitosano y/o glucosamina de manera que la solución final contiene cantidades superiores de estos componentes. En una modalidad preferida, la solución de partida que contiene quitosano y/o glucosamina es HYTb. La solución obtenida después de la fermentación es referida como HYTd. HYTd, en algunas modalidades, es esencialmente HYTb con una concentración superior de quitosano y/o glucosamina. Si, por ejemplo, HYTb contiene 1.2 % en peso de quitosano y 1 % en peso de glucosamina, el HYTd resultante contendrá concentraciones superiores de uno o ambos de estos componentes, preferiblemente ambos de los componentes.

Fuentes de Quitina 1. Biodegradación de Artrópodos que contienen Quitina La Figura 1 es un diagrama de flujo que muestra la digestión del crustáceo para formar HYTb que contiene quitosano y glucosamina y HYTc el cual contiene quitina sólida. Esta figura también muestra el procesamiento subsecuente de HYTc y HYTb con la composición microbiana HQE para formar HYTd, una solución con cantidades relativamente altas de quitosano y glucosamina comparada con HYTb.

Brevemente, en el proceso de biodegradación del artrópodo, se usa una composición microbiana para degradar el artrópodo o componentes residuales del artrópodo. Es un proceso de fermentación de ácido láctico. La composición microbiana contiene microbios que producen enzimas que pueden degradar los componentes que contienen quitina del artrópodo a quitina, quitosano, N-acetil glucosamina y glucosamina. También contiene microbios que producen enzimas que pueden degradar proteínas y grasas para producir aminoácidos y lípidos. Una composición microbiana preferida para la degradación del artrópodo es referida como HQE . HQE se depositó con la American Type Culture Collection (ATCC) Manassas, VA, USA el 27 de Abril de 2010 y proporcionó la Designación de Depósito de Patente PTA-10861.

En una modalidad preferida, el artrópodo marino es un crustáceo y el crustáceo preferido es el camarón. El derivado del camarón comprende cefalotórax y/o exoesqueleto del camarón.

En el proceso de biodegradacion, se prefiere que la fermentación sea fermentación aeróbica facultativa. Se prefiere también que la fermentación se lleve a cabo a una temperatura de aproximadamente 30°C a 40°C. El pH es preferiblemente menor de aproximadamente 6, más preferiblemente menor de aproximadamente 5.5. Sin embargo, el pH se debe mantener arriba de aproximadamente 4.3. La fermentación se lleva a cabo por aproximadamente 24-96 horas. En algunas modalidades, la fermentación se lleva a cabo por aproximadamente 24-48 horas y más preferiblemente 24-36 horas. Estos tiempos de fermentación son bastante más cortos que los tiempos de fermentación de la técnica anterior previa de 10 a 15 días para lograr sustancialmente la misma cantidad de digestión, ya sea sin formación detectable de quitosano y glucosamina .

La separación de la mezcla es preferiblemente por centrifugación. (Por ejemplo, aproximadamente 920 g) . La separación por gravedad también puede ser usada pero no es preferida debido al tiempo requerido para lograr la separación .

La mezcla se separa en tres fracciones: sólida, acuosa y lípida. La fracción acuosa comprende hidrolizado de proteína, aminoácidos, quitosano y la fracción lípida comprende esteróles, vitamina A y E y pigmentos carotenoides tales como astaxantina.

Como se usa en la presente, el término "HYTb" se refiere a la fracción acuosa y "HYTc" se refiere a la fracción sólida obtenida a partir del proceso de biodegradación anterior. Este proceso es descrito en la Solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 61/289,706, presentada el 12/23/09 titulada "Biodegradación de Derivados de Crustáceos" , la Solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 61/299,869, presentada el 1/29/10 titulada "Proceso de Biodegradación y Composición Microbiana" y Solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 61/355,365 presentada el 16 de Junio de 2010 titulada "Proceso y Composición de Biodegradación" cada una de las cuales están incorporadas por referencia en la presente en su totalidad. HYTb contiene aminoácidos (aproximadamente 12 % en peso) , quitosano (aproximadamente 0.5-1.5 % en peso), glucosamina (aproximadamente 0.5-1.5 % en peso) y microelementos (aproximadamente 6 % en peso) que incluyen calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y manganeso. También contiene enzimas tales como enzimas lácticas, proteasas, lipasas, quitinasas entre otros, ácido láctico, polipéptidos y otros carbohidratos.

Además de los usos descritos anteriormente para quitosano y glucosamina, el HYTb solo o en combinación con HYTc y la composición microbiana HYTa son útiles en el tratamiento del suelo, semillas, plántulas y follaje como se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 61/355,447 presentada el 16 de Junio de 2010 titulada Procesos y Composición Microbiana para Uso Agrícola y en la Solicitud de Patente Estadounidense Serie No. 13/160,333 presentada el 14 de julio de 2011 titulada Proceso y Composición Microbiana, cada una de las cuales se incorporan en la presente por referencia en su totalidad.

HYTd y las soluciones de quitosano/glucosamina obtenidas a partir de la digestión microbiana de quitina como se describe en la patente son similarmente útiles. Véase Solicitud de Patente Estadounidense 61/500,543 presentada el 1 23 de Junio de 2011 titulada Usos Agrícolas de HYTd.

Se prefiere que HQE sea usado en el proceso de biodegradación . En otras modalidades, se prefiere que HYTb preparado previamente sea agregado a HQE o el caldo de fermentación. Como se describe anteriormente, HYTb contiene aminoácidos, quitosano, glucosamina y micro elementos que incluyen calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y manganeso. HYTb también contiene enzimas tales como enzimas lácticas, proteasas, lipasas, quitinasas, ácido láctico, polipéptidos y otros carbohidratos. HYTb también puede contener microorganismos latentes a partir de un proceso de biodegradación anterior. Tales microorganismos pueden llegar a ser reactivados y, en combinación con HQE, contribuyen a un proceso de biodegradación más robusto comparado como cuando HQE es usado por sí mismo como se describe de otro modo en la presente .

Más particularmente, el proceso incluye las siguientes etapas: a. Activación de las células microbianas en una solución a base de azúcar para mejorar su crecimiento y formación de biomasa. b. Trituración de los derivados de camarón (cefaltorax y exoesqueleto) para hacer una pasta homogénea. c. Mezclado homogéneo de la pasta de derivado de camarón con al menos 10% del inoculo activado. d. Ajuste de los valores de pH a menos de 6.0 en la mezcla usando una solución de ácido cítrico para inhibir el crecimiento de microorganismos y promover el desarrollo de células microbianas que constituyen el inoculo, e. Fermentación de la mezcla en un sistema agitado no continuo a temperaturas dentro de un intervalo de 30 a 40°C al menos por al menos 96 horas de mantenimiento de pH a menos de 5.0. El pH es monitoreado periódicamente. Si el pH se eleva por arriba de 5.0, se agrega un amortiguador de ácido cítrico en una cantidad para mantener el pH por debajo de 5.0. f. Centrifugación del fermento para separar las tres fracciones principales: quitina, hidrolizado líquido y pasta pigmentada. g. Enjuagado de la quitina cruda y recolección del agua enjuagada para recuperar sólidos finos o minerales. h. Secado de la quitina y almacenamiento. i. Secado y almacenamiento del hidrolizado líquido, j . La pasta pigmentada (fracción lípida) es almacenada en recipientes cerrados para conservación.

Los procesos y fundamentaciones operacionales son mejor entendidos con referencia a la siguiente descripción detallada .

Activación de células microbianas Las composiciones microbianas como se describe en la presente son usadas como inoculo. El inoculo de HQE tiene una concentración de microbios de aproximadamente 2.5 a 3.0% (p/v) . HQE es activado por dilución a 5% en solución de caña de azúcar (3.75% de concentración final de caña de azúcar), e incubado a 37 °C por 5 días. HYTb (10 mi por litro de cultivo) es preferiblemente agregado para proporcionar una fuente de minerales y aminoácidos naturalmente derivados. El crecimiento celular de los microorganismos se estimó por densidad óptica medida a 540 nm. La activación es completa a una densidad óptica de aproximadamente 1.7. La concentración de microbios después de la activación es aproximadamente 1.9 a 3.0% (p/v) .

Preparación de muestras Las muestras de derivados de camarón se obtienen de plantas de procesamiento de camarón. El residuo ligeramente descongelada y machacado (1500 g por lote) es mezclado con 99 gramos de caña de azúcar (concentración final 6.6% % en peso) y 85.5 mi de HQE activado al 5% (v/p) (densidad óptica de la célula = 1.7) . Entonces el pH es ajustado a 5.5 usando ácido cítrico 2M.

Control de fermentación La mezcla es incubada a 36 °C con una agitación no continua por 96 h. Durante el proceso de fermentación, el pH es monitoreado usando un potenciómetro, y la acidad titulable total (TTA, %) se determina por titulación con NaOH 0.1N hasta que se obtiene un pH de 8.5. El TTA es expresado como un porcentaje ácido láctico.

Condiciones de separación El producto de fermentación es un ensilaje viscoso el cual tiene un color anaranjado intenso, debido a la presencia de astaxantina. El ensilaje es centrifugado (5 °C) a 1250 rpm (930g) por 15 min para obtener la quitina, los hidrolizados líquidos, y la pasta de pigmento. La fase superior (pasta de pigmento) es separada manualmente. Los hidrolizados líquidos son separados por decantación, y el sedimento que constituye la quitina pura es lavado con agua destilada para separar los sólidos finos. El líquido resultante es recolectado y secado. La quitina pura, hidrolizados líquidos y sólidos finos son secados a 60 °C. Todas las fracciones son almacenadas para protegerlas de la luz . 2. Biodegradación de Hongos Filamentosos, Levadura e Insectos que Contienen Quitina El mismo proceso es usado para degradar enzimáticamente hongos filamentosos, levaduras y/o insectos que contienen quitina. La Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra la digestión de los hongos filamentosos, levaduras y/o insectos para formar HYTb y HYTc . El HYTc y HYTb son opcionalmente además procesados con HQE para formar HYTd, una solución con cantidades relativamente altas de quitosano y glucosamina comparada con HYTb.

Los hongos, que incluyen hongos filamentosos, y levaduras a partir de los grupos que incluyen Zygomycetes, Basiomycetes, Asco ycetes y Deuteromycetes pueden ser usados en el proceso de biodegradación . Ejemplos incluyen Aspergíllum, Penicillium, Trichoderma, especies de Saccaromyces abd Schizosacaromyces y hongos comestibles tales como especies de Agaricus, Pleurotus, Boletus y Lentínula .

Una composición microbiana preferida para ser digerir el hongo, que incluye hongos filamentosos, levaduras e insectos es HQE. 3. Extracción Química de Hongos y/o Levaduras La fuente de quitina no necesita ser de HYTc . Por ejemplo, quitina derivada de hongos, que incluyen hongos filamentosos, y/o levaduras puede ser usada. Por ejemplo, la Patente Estadounidense 7,556,946 describe un proceso químico para extraer quitina a partir de hongos, que incluyen hongos filamentosos, y levaduras de grupos que incluyen Zygomycetes, Basiomycetes, Ascomycetes y Deuteromycetes. Ejemplos incluyen Aspergíllum, Penicillium, Trichoderma, especies de Saccaromyces abd Schizosacaromyces y hongos comestibles tales como especies de Agaricus, Pleurotus, Boletus y Lentinula .

Composiciones Microbianas que Digieren la Quitina 1. Consorcio HQE HQE se depositó con el ATTC el 27 de Abril de 2010, y proporcionó la Designación de Depósito de Patente PTA-10861.

Se desarrolló HQE, en parte, por la biodegradación de artrópodos marinos que contienen quitina tales como crustáceos. Sin embargo, se ha determinado que HQE también puede ser usado para convertir enzimáticamente quitina sólida en quitosano y glucosamina. Se cree que otras composiciones microbianas como se describe en la presente pueden ser usadas en los procesos descritos en la presente.

Los siguientes son los microorganismos en HQE los cuales se cree están involucrados en el proceso de biodegradación y sus propiedades conocidas. En algunos casos la cepa es identificada como "Bioderpac, 2008". Donde las especies no se conocen, las especies y cepas son identificadas como "Bioderpac, 2008" Bacillus subtilis (SILoSil® BS) es una bacteria Gram positiva la cual es mesofílica y crece a una temperatura óptima entre 25 y 35°C. Es aeróbica y puede crecer en condiciones anaeróbicas y utiliza una amplia variedad de fuentes de carbono. Contiene dos nitrato reductasas, una de las cuales es utilizada para asimilación de nitrógeno. Es capaz de secretar amilasa, proteasas, pululanasas, quitinasas, xilanasas y lipasas.

Bacillus thuringiensis (Cepas HD-1 y HD-73 (SILoSil® BT) ) son bacterias facultativas anaeróbicas Gram Positiva, en la forma de flagelos peritricosos . Las cepas HD-1 y HD-73 sintetizan cristales con diversas formas geométricas de actividad protéica e insecticida durante el periodo de esporas. Las cepas HD-1 y HD-73 secretan exoquitinasas cuando están en un medio que contiene quitina y pueden ser utilizadas para la degradación de los residuos del crustáceo durante la producción de quitooligosacáridos.

Bacillus cereus (Bioderpac, 2008) es una bacteria facultativa aeróbica, gram positiva, y que forma esporas. Es mesofílica y crece a una temperatura óptima entre 20 y 40°C. Produce los antibióticos zwittermicina A y canosamina.

Bacillus licheniformis (Bioderpac, 2008) es una bacteria Gram positiva, móvil, que forma espora y anaeróbica facultativa. Produce bacitracina, alfa amilasas, lactamasas, proteasas y proteasas alcalinas. Este es un microorganismo no patógeno que está asociado con plantas o materiales vegetales .

Bacillus megaterium (Bioderpac, 2008) es una bacteria aeróbica Gram positiva. Es considerada un saprofito. Produce glucosa deshidrogenasa , penicilina amidasa, beta-amidasa y proteasas neutrales .

Lactobacillus acidophilus (Bioderpac, 2008) es un miembro de una de las ocho especies de bacterias de ácido láctico. Es Gram positiva, no esporulante y produce ácido láctico durante la fermentación que utiliza lactosa como una fuente principal de carbono para producir energía. Crece con o sin la presencia de oxígeno en un medio acídico (pH 4-5) . Produce las bactereocinas llamadas lactacina B, ácidos orgánicos, diacetilos y peróxido de hidrógeno.

Lactobacillus casei (Bioderpac, 2008) es una bacteria mesofílica, anaeróbica facultativa la cual es Gram positiva y no forma esporas. Tiene la capacidad para adaptarse a temperaturas frías. El pH óptimo para su crecimiento es 5.5. Fermenta galactosa, glucosa, fructuosa, mañosa, manitol y acetilglucosamina . Estas especies se pueden hacer crecer sobre un amplio intervalo de pH y temperatura. Produce enzimas amilasas. Inhibe el crecimiento de bacterias patogénicas tales como H. pylori reduciendo el pH a través de la producción de (1) ácidos orgánicos tales como ácido acético, propiónico o láctico o (2) peróxido de hidrógeno. Este microorganismo secreta bacterocinas .

Pseudomonas fluorescens (Bioderpac, 2008) es una bacteria con múltiples flagelos, aeróbica forzada y su temperatura óptima para crecimiento es entre 25 y 35°C. Produce lipasas y proteasas termoestables . Es antagonista hacia un gran número de cepas de hongos del suelo. Produce metabolitos secundarios tales como antibióticos, quelatos de hierro y cianuros. Produce endoquitanasa y celulasa en medios con diferentes concentraciones de glucosa.

Trichoderma harzianum (TRICHOSIL) es un hongo saprofito. Presenta acción antibiótica y competición biológica y por esta razón tiene propiedades de control biológico. Produce enzimas que degradan las paredes celulares o una combinación de tales actividades. Produce glucanasas, quitinasas, lipasas, y proteasas celulares cuando interactúa con algunos hongos patogénicos, tales como Fusarium.

Rhizobinm japonicum (Bioderpac, 2008) es una bacteria que fija el nitrógeno. Sintetiza un sistema de hidrogenasa que participa en el reciclaje del hidrógeno para evitar su pérdida durante la fijación del nitrógeno.

Azotobacter vinelandii (Bioderpac, 2008) es una bacteria aeróbica. Produce nitrogenasas y es capaz de fijar el nitrógeno Cloatridium paste ianum (Bioderpac, 2008) es una bacteria Gram positiva, anaeróbica obligada. Produce ferroxina (una proteína que transporta electrón) que actúa como un donador de electrón directo en la reducción de hierro proteico .

Proteus vulgaris (Bioderpac, 2008) Es una bacteria Gram positiva, anaeróbica, facultativa, que crece a temperaturas cercanas a 23 °C. Proteolíticamente degrada las proteínas a aminoácidos libres por las enzimas que producen.

Streptomyces sp. (Bioderpac, 2008) es una bacteria Gram positiva del suelo. Produce enzimas múltiples que metabolizan diversos nutrientes. Pueden sobrevivir cambios significantes en temperatura, humedad y fuentes de nutrientes. Las enzimas extracelulares producidas por estas bacterias utilizan quitina y quitosano como sustratos a un pH de 4.5 a 6.5 y a 60 °C. Estas son condiciones generadas al comienzo y al final de las etapas de fermentación láctica en el proceso de biodegradación.

Nitrobacter sp. (Bioderpac, 2008) es una bacteria Gram negativa, aeróbica, la cual convierte nitritos en nitratos. Crece a un pH entre 6 y 9 y a temperaturas entre 10 a 3 °C. La bacteria degrada polímeros orgánicos tales como quitina en compuestos que son utilizados por otros organismos, tales como Pseudomonas fluorescens y Rhizobium japonicum (Bioderpac2008) .

Micrococcus ap. (Bioderpac, 2008) es una bacteria Gram positiva esférica. Este microorganismo en asociación con Streptomyces sp ( ) es capaz de degradar los derivados de quitina coloidal.

HQE puede ser usado para digerir enzimáticamente quitina. Sin embargo, de estos microbios, se cree que uno, dos, tres, cuatro o más de los siguientes pueden ser aislados a partir de HQE y usados para degradar quitina en quitosano y glucosamina: Bacillus subtilis ( (SILoSil® BS) , Bacillus thuringiensis (Cepas HD-1 y HD-73 (SILoSil® BT) , Pseudomonas fluorescens (Bioderpac, 2008) , Trichoder a harzianum (TRICHOSIL) , Streptomyces sp. (Bioderpac, 2008) , y Micrococcus sp. (Bioderpac, 2008) . En modalidades preferidas, la composición microbiana contiene al menos uno de, al menos dos de, y preferiblemente cada uno de Bacillus subtilis (SILoSil® BS) , Bacillus thuringiensis (Cepas HD-1 y HD-73 (SILoSil® BT) y Trichoderma harzianum (TRICHOSIL) . En aún otra modalidad preferida, la composición microbiana comprende Trichoderma harzianum (TRICOSIL) . 2. Grupos y actividad enzimática de microorganismos en HQE La biodegradación de los componentes de artrópodos, hongos, hongos filamentosos, levadura y/o insectos que contienen quitina requiere enzimas hidrolíticas tales como proteasas, lipasas, y quitinasas. Los siguientes grupos y combinaciones de grupos son también útiles para la digestión de quitina en quitosano y glucosamina .

El grupo primario de microbios en HQE comprende Lactobacillus acidophilus (Biodepac 2008) , Bacillus subtilis (SILoSil® BS) , Pseudomonas fluorescens (Biodepac 2008) , Bacillus licheniformis (Biodepac 2008) y Trichoderma harzianum (TRICHOSIL) . Estos microorganismos son capaces de biodegradar artrópodos o derivados de artrópodos . Uno o más de los miembros de este grupo primario también tienen una acción sinergística cuando se combinan con otros microorganismos de HQE.

El primer grupo de microorganismos incluye microorganismos los cuales provocan la reducción de pH y los cuales estabilizan la fermentación debido a la producción de ácidos orgánicos y peróxido de hidrógeno. Este grupo incluye Lactobacillus acidophilus (Biodepac 2008) y Lactobacillus casei (Biodepac 2008) . Su actividad es importante al comienzo de la fermentación y durante las etapas finales de fermentación para producir el pH óptimo para las enzimas hidrolíticas . Su actividad también crea un ambiente de cultivo el cual previene el crecimiento de microorganismos indeseados y favorece la desmineral ización de los residuos de quitina. Lactobacillus acidophilus (Biodepac 2008) es un miembro del grupo primario.

El segundo grupo de microorganismos incluye microorganismos los cuales producen enzimas extracelulares . Este segundo grupo incluye Bacillus subtilis (SILoSil® BS) , Bacillus cereus (Biodepac 2008) , Trichoderma harzianum (TRICHOSIL) , Rhizobium japonicum (Biodepac 2008) y Azotobacter vinelandii (Biodepac 2008) . Las cadenas de quitina en artrópodos o derivados de artrópodos están asociadas con moléculas de proteínas. La separación de tales polímeros requiere la acción hidrolítica obtenida a partir de las enzimas qui inolíticas y proteolíticas producidas por estos microorganismos. Ambos tipos de enzimas rompen las cadenas en la porción interna del polímero para producir oligómeros de tamaños diversos. La acción de estas enzimas ocurre en una manera sucesiva dentro de las fases intermedias y finales del proceso de fermentación cuando se logran las condiciones de pH apropiado. Los microorganismos en este grupo y las condiciones ambientales que producen facilitan la liberación de pigmentos y la fracción lípida adherida a estos residuos. Bacillus subtilis (SILoSil® BS) y Trichoderma harzianum (TRICHOSIL) son miembros del grupo primario.

El tercer grupo de microorganismos incluye los microorganismos Bacillus licheniformis (Biodepac 2008) , Pseudomonas flourescens (Biodepac 2008) , Sptreptomyces, (Biodepac 2008) y Clostridium (Biodepac 2008) . Estos microorganismos hidrolizan oligómeros (quito-ol igosacáridos y péptidos) para producir quitobiosas, glucosamina, y aminoácidos libres. Bacillus licheniformis (Biodepac 2008) y Pseudomonas flourescens (Biodepac 2008) son miembros del grupo primario.

En modalidades preferidas, uno o dos del primero, segundo y tercer grupo de microorganismos pueden ser combinados. Alternativamente, todos los del primero, segundo y tercer grupo pueden ser combinados .

Un cuarto grupo de microorganismos incluye Bacillus thuringiensis (cepas HD-1 y/o HD-73) , Streptomyces (Bioderpac, 2008), Micrococcus (Bioderpac, 2008) , Nitrobacter (Bioderpac, 2008) y Proteus vulgaris (Bioderpac, 2008) . El cuarto grupo de microorganismos puede ser combinado con (1) el grupo primario de microorganismos (2) cualquiera de los primero, segundo y tercer grupos de microorganismos (3) la combinación de uno o dos del primero, segundo y tercer grupos de microorganismos o (4) la combinación de todos del primero, segundo y tercer grupo. La adición de este cuarto grupo resulta en un efecto sinergístico el cual mejora el proceso de biodegradacion.

Cada uno de estos grupos, que incluye el grupo primario, es separado de manera útil y puede ser combinado con las composiciones microbianas de la técnica anterior para mejorar su desempeño. En este sentido, el cuarto grupo es particularmente preferido.

La Tabla 1 expone algunas de las combinaciones mencionadas anteriormente. La Columna 1 es una lista de microorganismos conocidos en HQE que se cree son activos en el proceso de biodegradacion. La columna 2 lista los microorganismos de la columna 1 sin los microorganismos en el cuarto grupo de microorganismos. La columna 3 muestra la combinación de los microorganismos primarios mientras las columnas 4, 5 y 6 identifican la combinación de microorganismos del primer, segundo y tercer grupos. La columna 4 es la combinación de grupos 1 y 2 ; la columna 5 de grupos 1 y 3 y la columna 6 de grupos 2 y 3. Otras combinaciones útiles son expuestas en las columnas 7-10.

Tabla 1 Composición de Cultivo Los cultivos particularmente preferidos son 1-4, 6- 8 y 10.

La actividad de los extractos enzimáticos producida por los microorganismos con HQE es compleja, pero ha permitido la degradación de los residuos quitinosos de artrópodos tales como crustáceos. Los microorganismos en HQE son activados en una manera sucesiva de conformidad con el ambiente generado por los organismos usados.

HYTb HYTb contiene aminoácidos (aproximadamente 12 % en peso), quitosano (aproximadamente 0.5-1.5 % en peso), glucosamina (aproximadamente 0.5-1.5 % en peso) y micro elementos (aproximadamente 6 % en peso) que incluyen calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y manganeso. También contiene enzimas tales como enzimas lácticas, proteasas, lipasas, quitinasas entre otros, ácido láctico, polipéptidos y otros carbohidratos. En algunas modalidades, el grado de acetilación del quitosano producido es 20% o menos, preferiblemente 15% o menos, más preferiblemente 10% o menos, todavía más preferiblemente se prefiere 8% o menos y muy preferiblemente 5% o menos. La gravedad específica de HYTb es típicamente aproximadamente 1.050-1.054. El contenido promedio de aminoácido en HYTb para ciertos aminoácidos se expone en la Tabla 2.

Tabla 1 Hidrolizados en polvo seco del perfil de aminoácido (mg por g en peso seco) HYTc El componente primario de HYTc es quitina. Tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 2300 Daltons y constituye aproximadamente 64 % en peso de la composición. Aproximadamente 6 % de HYTc contiene minerales que incluyen calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y manganeso, aproximadamente 24 % en peso de proteína y 6% de agua. Tiene una gravedad específica de aproximadamente 272 Kg/m3.

HYTd HYTd se obtiene por fermentación de quitina con una composición microbiana suspendida en HYTb. HYTb ya contiene quitosano (aproximadamente 0.5-1.5 % en peso) y glucosamina (aproximadamente 0.5-1.5 % en peso) . La cantidad de quitosano y glucosamina en HYTd varía desde aproximadamente 2 % en peso hasta 2.5 % en peso de quitosano y desde aproximadamente 2 % en peso hasta 5 % en peso de glucosamina. Esto representa un incremento en la cantidad de quitosano y glucosamina comparado con HYTb de aproximadamente 0.5 % en peso hasta 2.5 % en peso 4 de quitosano y desde aproximadamente 0.5 % en peso hasta 5 % en peso de glucosamina .

Como se usa en la presente el término "glucosamina" incluye glucosamina o una mezcla de glucosamina y N-acetil glucosamina. En la mayoría de las modalidades, HYTd contiene glucosamina y N-acetil glucosamina.

HYTd también puede contener quitina en partículas que no han sido completamente diferidas. En general la mezcla de fermentación es filtrada para remover partículas grandes de quitina. El filtrado contiene usualmente no más de 2 % en peso de quitina. HYTd cuando se diluye es similar a HYTb en que contiene aminoácidos (aproximadamente 12 % en peso) y micro elementos (aproximadamente 6 % en peso) que incluyen calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y manganeso. También contiene enzimas tales como enzimas lácticas, proteasas, lipasas, quitinasas entre otros, ácido láctico, polipéptidos y otros carbohidratos. En algunas modalidades, el grado de acetilación del quitosano producido es 20% o menos, preferiblemente 15% o menos, más preferiblemente 10% o menos, todavía más preferiblemente se prefiere 8% o menos y muy preferiblemente 5% o menos. El contenido promedio de aminoácido en HYTd para ciertos aminoácidos es similar a HYTb. Véase Tabla 2.

HYTd preferiblemente comprende 12 % en peso de L-aminoácidos (Ácido Aspártico, Ácido Glutámico, Serina, Histidina, Glicina, Treonina, Alanina, Prolina, Arginina, Valina, Metionina, Isoleucina, Triptofano, Fenilalanina, Lisina y Treonina) y 5 % en peso de glucosamina y quitosano. HYTd también preferiblemente contiene uno o más o todos los minerales solubles (P, Ca, Mg, Zn, Fe y Cu) , enzimas y ácido láctico a partir del proceso de digestión de quitina así como también otros polisacáridos .

La mezcla de fermentación, por ejemplo, HYTb y HQE, puede ser diluida al comienzo del proceso de digestión de quitina. Si se diluye, lo relación de quitosano y/o glucosamina a aminoácidos será superior en el HYTd producido después de la digestión. Es decir la dilución antes de la fermentación produce relativamente más quitina y/o glucosamina tomando en cuenta el factor de dilución que si no ocurre la dilución.

Productos de Quitosano/Glucosamina Cuando la mezcla de fermentación de partida no contiene quitosano y glucosamina, por ejemplo, cuando se usa HQE activado para digerir quitina, la cantidad de quitosano y glucosamina en el producto final varía desde aproximadamente 0.5 % en peso hasta 1.0 % en peso de quitosano y desde aproximadamente 0.5 % en peso hasta 1.8 % en peso de glucosamina .

Ejemplo 1 Producción de oligosacáridos de quitosano y glucosamina Los oligosacáridos de quitosano y glucosamina pueden ser producidos bajo condiciones diferentes. El tiempo de hidrólisis puede ser variado para encontrar las condiciones óptimas para producir quitosano y/o glucosamina.

Se usó agitación manual tres veces al día en cada uno de los siguientes experimentos. La temperatura fue 35 °C.

Tabla 2 Cuantif icación de glucosamina El análisis de glucosamina se determinó como se reportó previamente en Tsuj i et al. (1969) , con algunas modificaciones: Específicamente, se agregó a una muestra de 300 µ?, 300 µ? de KHS04 (5%), 300 µ? de NaOH2 (5%) . La muestra entonces se dejó enarenar con sacudimiento ocasional por 15 minutos. El exceso de ácido nitroso se removió agregando 300 µ? de NH4SO3 NH2 (12.5%) . 300 µ? de MBTH (0.5%) se agregaron a la mezcla e incubó en un baño maría por 60 minutos. Finalmente, 00 µ? de FeCl3 (0.5%) se agregaron y la absorbancia a 653 se leyó después de 30 minutos contra un blanco que contiene agua.

Ejemplo 2 El siguiente protocolo puede ser usado para la producción a nivel industrial de HYTd con las altas concentraciones de glucosamina y quitosano. La siguiente tabla muestra los parámetros usados. La cantidad de HQE activado es proporcional a aquella usada en el Ejemplo 1.

Tabla 3 Parámetros de Droducción industrial Ejemplo 3 Cinética de Producción La Tabla 4 muestra la producción de glucosamina en HYTd como una función de tiempo. La quitina (20 gramos) se digirió con HQE activado en 970 mi de HYTb.

Tabla 4 Los resultados de este experimento también se representan en la Figura 2.

Ej emplo 3 Un kilogramo de quitina residual de HYTc se combinó con dos litros de HYTb. Se agregó un litro de HQE activado. Después de mezclar, se agregaron veinte litros de agua. La mezcla resultante se fermentó por seis días de 35 a 36 °C. Esto resultó en una solución que contiene 6 % en peso de glucosamina y 2 % en peso de quitosano. Véase Figura 4.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un proceso para incrementar el quitosano y/o glucosamina en HYTb en donde tal HYTb comprende la fracción acuosa obtenida a partir de la fermentación de Artrópodos que contienen quitina con una composición microbiana que comprende HQE (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) , caracterizado porque comprende: formar una mezcla que comprende HYTb, una segunda composición microbiana y quitina sólida, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; y fermentar tal mezcla por un tiempo suficiente para digerir enzimáticamente toda o parte de tal quitina para formar una mezcla fermentada en donde la cantidad de al menos uno de quitosano y glucosamina en tal mezcla fermentada es mayor que en tal HYTb.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla es diluida para formar una mezcla diluida y la mezcla diluida es fermentada para digerir toda o parte de tal quitina para formar una mezcla fermentada, en donde la cantidad absoluta de al menos uno de quitina y glucosamina en tal mezcla fermentada es mayor que aquella en tal HYTb.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque HYTc es la fuente de tal quitina, tal HYTc siendo la fracción sólida obtenida de la fermentación de Artrópodos que contienen quitina con una composición microbiana que comprende HQE (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) .

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque tal HYTc es micronizado para formar quitina micronizada y quitina residual y tal quitina comprende tal quitina residual

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende separar sólidos y opcionalmente los microbios y células a partir de tal mezcla fermentada.

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la segunda composición microbiana comprende HQE (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) .

7. Una composición caracterizada porque comprende la mezcla fermentada o solución elaborada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Un proceso caracterizado porque comprende: mezclar un Artrópodo marino, un derivado de Artrópodo marino, o una fuente biológica que contiene quitina seleccionada a partir del grupo que consiste de hongos, hongos filamentosos, levadura e insectos, con una primera composición microbiana para formar una mezcla, en donde tal primera composición microbiana contiene uno o más microbios que producen enzimas que digieren tal Artrópodo marino, derivado de Artrópodo marino o fuente biológica que contiene quitina en fracciones sólidas, acuosas y lípidas, en donde tal fracción sólida comprende quitina y tal fase acuosa comprende aminoácidos, quitosano y glucosamina; fermentar tal mezcla; separar tal mezcla en fracciones sólidas, acuosas y lípidas, en donde tal fracción sólida comprende quitina y tal fase acuosa comprende quitosano y glucosamina; formar una segunda mezcla que comprende tal fracción acuosa, quitina y una segunda composición microbiana, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; fermentar tal segunda mezcla para formar una segunda mezcla fermentada; y opcionalmente , separar tal segunda mezcla fermentada en una segunda fracción sólida y segunda fracción acuosa, en donde tal segunda fracción acuosa tiene un contenido superior de al menos uno de quitosano y glucosamina comparado con la primera fracción acuosa.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque tal segunda mezcla es diluida para formar una segunda mezcla diluida y tal segunda mezcla diluida es fermentada para digerir toda o parte de tal quitina para formar una segunda mezcla fermentada, en donde la cantidad absoluta de al menos uno de quitina y glucosamina en tal segunda mezcla fermentada es mayor que aquella en la primera fracción acuosa.

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque HYTc es la fuente de tal quitina, tal HYTc comprende la fracción sólida obtenida a partir de la fermentación de Artrópodos que contienen quitina con una composición microbiana que comprende HQE (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) .

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque tal HYTc es micronizado para formar quitina micronizada y quitina residual y tal quitina comprende tal quitina residual

12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende separar sólidos y opcionalmente los microbios y células a partir de la mezcla fermentada.

13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque la segunda composición microbiana comprende HQE, (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) .

1 . El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la primera composición microbiana comprende HQE, (Designación de Depósito ATCC PTA- 10861) .

15. Una composición caracterizada porque comprende la segunda mezcla fermentada o segunda fracción acuosa elaborada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 -14.

16. Un proceso caracterizado porque comprende: formar una mezcla que comprende una composición microbiana y una fuente que contiene quitina seleccionada a partir del grupo que consiste de hongos, hongos filamentosos, levadura e insectos, en donde tal composición microbiana comprende uno o más microbios que producen enzimas para digerir la quitina; y fermentar la mezcla por un tiempo suficiente para digerir enzimáticamente toda o parte de la quitina para formar una mezcla fermentada que comprende quitosano y glucosamina .

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la composición microbiana comprende HQE, (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) .

18. Un proceso biodegradable caracterizado porque comprende : mezclar una fuente biológica que contiene quitina seleccionada a partir del grupo que consiste de hongos, hongos filamentosos, levadura e insectos con una composición microbiana para formar una mezcla, donde la primera composición microbiana contiene uno o más microbios que producen enzimas que digieren la fuente biológica que contiene quitina fermentar la mezcla; y separar la mezcla en fracciones sólidas, acuosas y lípidas, donde la fracción sólida comprende quitina y la fase acuosa comprende quitosano y glucosamina.

19. El proceso de biodegradación de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque tal composición microbiana comprende HQE, (Designación de Depósito ATCC PTA-10861) .

20. Una composición caracterizada porque comprende HYTd.