Obtencion de peptidos con capacidad antioxidante

Por: Lic Fernanda Martínez, Dra. Vanina Ambrosi y Dra. Natalia Szerman del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) e Instituto Tecnología de Alimentos, Argentina. La Dra. Szerman también trabaja en el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Argentina.

En los últimos años, el consumo de alimentos con alto contenido en proteínas ha aumentado a nivel mundial. La carne vacuna es una fuente excelente de proteínas, con alta biodisponibilidad, además de contener otros nutrientes como minerales, vitaminas y ácidos grasos esenciales. Por lo tanto, se estima que su producción se incremente en los próximos años(1). Al mismo tiempo que la producción de carne vacuna aumenta, también se incrementa la cantidad de subproductos generados(2). Éstos se producen principalmente durante la etapa de faena y, entre ellos, se encuentran huesos, tendones, piel, contenido del sistema gastrointestinal, sangre y órganos internos. Teniendo en cuenta que los subproductos pueden alcanzar hasta un 66% del peso del animal, su aprovechamiento es importante para la rentabilidad de la industria cárnica, ya que se estima que aportan aproximadamente entre un 11 y 12% del ingreso bruto de la faena(3). Sin embargo, la comercialización de los mismos puede ser parcial debido a diversos factores, como la imperfecta captación de algunos subproductos, la estructura poco adecuada en la primera etapa de transformación y el escaso desarrollo de las etapas más avanzadas de producción que llevarían a la generación de productos de alto valor agregado(4). Además, hay que tener en cuenta que estos subproductos en general presentan una baja estabilidad biológica y oxidativa, y una elevada actividad de agua, patogenicidad y actividad enzimática, lo que cual es un desafío para su eficiente utilización.

Una alternativa para agregar valor a los subproductos de origen vacuno es desarrollar procesos que permitan obtener nuevos ingredientes con determinadas propiedades funcionales como, por ejemplo, capacidad emulsificante, de retención de agua, gelificante; o bien, aditivos que posean actividades antimicrobianas, antioxidantes, entre otras. Una manera de obtener estos aditivos es mediante la hidrólisis enzimática, ya que debido al elevado contenido de proteínas de estos subproductos, pueden utilizarse como sustrato. Los péptidos generados durante la hidrólisis pueden tener una o varias de las actividades funcionales mencionadas. Entre ellas, la actividad antioxidante tiene gran relevancia, teniendo en cuenta que la oxidación es una de las causas más importantes de deterioro de los alimentos; sumado a esto, hay un creciente interés por estudiar sustancias antioxidantes naturales con el fin de sustituir parcial o totalmente los antioxidantes sintéticos utilizados en la actualidad.

En el Instituto Tecnología de Alimentos (Centro de Investigación de Agroindustria, INTA) se llevan adelante diversas actividades relacionadas con la obtención de péptidos con capacidad antioxidante utilizando subproductos bovinos. En una primera etapa de trabajo, se llevó a cabo el análisis de la composición centesimal de tres subproductos de interés por su bajo costo: pulmón, librillo y cuajo. Los resultados mostraron que el pulmón contiene un 80,8% de humedad, un 15,2% de proteínas, y un 2,3% de grasa; el librillo, por su parte, contiene un 82,7% de humedad, un 16,8% de proteínas, y un 0,6% de grasa; mientras que el cuajo contiene un 57% de humedad, y un 13,2% de proteínas y un 26,5% de grasa. El alto contenido en grasa del cuajo lo hace un sustrato que requiere un pretratamiento para ser utilizado como sustrato de proteólisis y, por lo tanto, un incremento en los costos operativos. Es por ello que se decidió no continuar con el mismo para estudios posteriores. En una siguiente etapa de trabajo, se seleccionó el pulmón para continuar con los estudios. Se evalúo la aplicación de tratamientos térmicos previos a la hidrólisis para estabilizar el sustrato. Luego, utilizando metodología de superficie de respuesta, se seleccionaron las condiciones óptimas, a escala laboratorio, de dos procesos de hidrólisis de pulmón bovino utilizando distintas enzimas proteolíticas comerciales: 1) Alcalase 2.4L® y Flavourzyme® (1:1; Novozymes) y 2) papaína de Carica Papaya (Sigma-Aldrich). Para ello, se estudiaron las variables relación enzima/sustrato (E/S), temperatura, pH y tiempo de ambos procesos, para obtener el hidrolizado con la máxima capacidad antioxidante. La actividad antioxidante de los hidrolizados obtenidos en ambos estudios se evaluó utilizando las técnicas de DPPH (1,1-difenil-2-picril-hidrazilo), ABTS (2,2'-azino-bis (3-etilbenzotiazolin-6-sulfonico)) y FRAP (poder antioxidante de la reducción férrica). Para el proceso de hidrólisis (1), el hidrolizado con el mayor poder antioxidante se obtuvo a los 60 minutos de reacción, a una temperatura de 53 °C, relación E/S de 2,75 % (p/p) y un pH de 8,2. Para el proceso de hidrólisis (2,) el hidrolizado con el mayor poder antioxidante se obtuvo a los 30 minutos de reacción, a una temperatura de 59 °C, relación E/S 3,2 % (p/p) y un pH de 8.

Los objetivos alcanzados hasta el momento demuestran que el pulmón bovino es un buen sustrato de hidrólisis para obtener péptidos con poder antioxidante. Este producto proteico con actividad antioxidante se propone como un potencial aditivo alimentario, que tendría la función de evitar la oxidación de un alimento y fortificarlo al mismo tiempo. Entre los estudios que se encuentran actualmente en desarrollo están el escalado a nivel piloto de la producción de los hidrolizados previamente mencionados, así como la evaluación de los hidrolizados obtenidos en ensayos de capacidad antioxidante en productos cárnicos frescos.

En cuanto al librillo bovino, su elevado contenido proteico (17%) y su bajo contenido graso lo hacen un sustrato de hidrólisis factible para la obtención de hidrolizados con actividades biológicas de interés. Sumado a esto, cabe mencionar que una proporción del contenido proteico del librillo corresponde a colágeno. El colágeno es una proteína que se caracteriza por su elevado valor biológico; a la fecha se han llevado a cabo numerosos estudios en los cuales se utiliza la hidrólisis enzimáticas del colágeno para generar péptidos bioactivos, utilizados para el desarrollo de nutracéuticos, alimentos y bebidas, y soluciones de envasado inteligentes (como la producción de películas de base biológica que incorporan compuestos antioxidantes / antimicrobianos, etc.). Los péptidos de colágeno muestran actividades antioxidantes, inhibidoras de la ECA, dipeptidil peptidasa-IV (DPP-IV), inhibidoras de la prolil endopeptidasa (PEP), entre otras.

Estos resultados nos abren un camino de múltiples posibilidades para seguir investigando, con lo cual se plantea continuar los estudios para la de obtención de péptidos antioxidantes a partir de librillo bovino, contribuyendo así a la revalorización de subproductos y el desarrollo de nuevos alimentos. Podemos concluir que la hidrólisis proteica de subproductos es una interesante alternativa de agregado de valor en la industria cárnica. Se necesita seguir explorando todas las técnicas y metodologías de procesamiento disponibles en distintas combinaciones, así como también la amplia variedad de subproductos generados en la faena, para capitalizar el consumo de carne que actualmente se encuentra subutilizado, aumentar la producción de compuestos proteicos que colabore no solo a disminuir el impacto ambiental de la industria cárnica, sino también a proponer alternativas de interés nutricional para alimentación animal y humana.

Referencias

1) FAO, 2012. World Agriculture Towards 2030/2050: 2012 Revision. Food and Agriculture Organisation of the United Nation.

2) Álvarez C., Drummond L., Mullen A.M. (2018) Protein recovered from meat co-products and processing streams as pork meat replacers in Irish breakfast sausages formulations

LWT - Food Science and Technology 96 (2018) 679–685

3) Rahman, U., Sahar, A., & Khan, M. A. (2014). Recovery and utilization of effluents from meat processing industries. Food Research International, 65, Part C, 322-328.

4) Bisang y col. (2009) - Análisis exploratorio de la industrialización de subproductos de la faena de ganado vacuno

Más información: