Aplicación de tecnologías emergentes para la obtención de Zinc-protoporfirina y proteínas funcionales a partir de co-productos cárnicos

[ES] El hígado de cerdo es un coproducto de origen animal que contiene una elevada cantidad de proteínas, así como otros compuestos de interés, entre los que destacan las enzimas como la ferroquelatasa (FeQ). La FeQ actúa como catalizadora en la formación del pigmento zinc protoporfirina (ZnPP), responsable del color característico del jamón de Parma y que puede resultar relevante en la elaboración de productos cárnicos crudo-curados. Así, en la presente Tesis Doctoral se va a estudiar la aplicación de tecnologías emergentes, como los ultrasonidos (US), para favorecer la extracción de la enzima FeQ y para la mejora de la formación del pigmento ZnPP. Asimismo, con el objetivo de la valorización del hígado como fuente de proteínas, en primer lugar se estudiará su estabilización mediante el secado convectivo, a un amplio rango de temperaturas, para optimizar el producto (fracción proteica). Posteriormente, el hígado deshidratado se desgrasará y desodorizará utilizando técnicas convencionales como el arrastre por vapor con aplicación de vacío (AVV) y CO2 supercríticos (CO2-SC), para lograr un producto rico en proteínas que sea aceptable organolépticamente por el consumidor. Los resultados experimentales mostraron que la aplicación de US intensificó en gran medida la extracción de la enzima FeQ del hígado de cerdo. Así, la aplicación de US durante la extracción de FeQ condujo a una mejora de la actividad enzimática y consecuentemente a un aumento de la formación de ZnPP. En cuanto a la formación de ZnPP asistida por US a partir hígado homogeneizado (Hhc) e hígado homogeneizado, con adición de oxihemoglobina (Hhc+OxiHb), el máximo de ZnPP formado cuando se aplicaron US a baja potencia (7.05 W/L) fue de 0.405 mmol ZnPP/L en Hhc y 0.449 mmol ZnPP/L en Hhc+OxiHb, alcanzándose este valor a las 12 h, mientras que sin aplicación de US el máximo se alcanzó a las 24 h, siendo éste de 0.322 mmol ZnPP/L en Hhc y 0.430 mmol ZnPP/L en Hhc+OxiHb. Sin embargo, cuando se aplicaron US a moderada potencia (36.53 W/L) fue solo de 0.037 mmol ZnPP/L a 24 h de incubación, debido a que el sistema de control de temperatura no pudo ser controlado. En relación al secado de hígado de cerdo a diferentes temperaturas (de -10 a 70ºC), los resultados revelaron que el aumento de la temperatura de secado influyó tanto en la actividad enzimática como en la concentración de FeQ aparente. Así, la condición óptima se encontró en el rango de 10 a 20ºC. Además, la temperatura de secado y el desgrasado también influyó en las propiedades fisicoquímicas y tecno-funcionales del hígado de cerdo, siendo la temperatura de 40ºC la que conllevó una menor degradación de proteínas en comparación con el deshidratado a 70ºC. En cuanto a la desodorización, los resultados mostraron que ambas técnicas (AVV y CO2-SC) fueron eficaces en la reducción y eliminación compuestos volátiles (COVs) característicos del hígado del cerdo. A través del AVV se redujo el contenido de COVs se redujo en su conjunto un 67.5%, mientras que mediante CO2-SC se redujo un 81.2%, con respecto al hígado de cerdo deshidratado sin desodorizar. Además, tras la aplicación de CO2-SC se eliminaron COVs característicos del olor desagradable del hígado de cerdo. Asimismo, mediante la extracción con CO2-SC se redujo el contenido de grasa un 24.9%, en comparación con la muestra sin desodorizar. Así pues, se puede concluir que las tecnologías emergentes como los US mejoraron el proceso de extracción de FeQ, así como su actividad enzimática en la formación de ZnPP. Además, mediante el secado y desgrasado del hígado, es posible alargar la vida útil del hígado. Así, a partir del hígado deshidratado se extrajo FeQ con actividad catalítica para la formación del pigmento ZnPP, y a partir del hígado deshidratado-desgrasado se recuperó la fracción proteica, la cual presentaba excelentes propiedades fisicoquímicas y tecno-funcionales. La extracción mediante CO2-SC resultó ser una alternativa a la técnica AVV para la desodorización.

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