Valorización de subproductos de pescado mediante la extracción de compuestos asistida por microondas y líquidos presurizados. Propiedades nutricionales y biológicas

Resumen

En la presente Tesis Doctoral se ha utilizado la extracción mediante líquidos presurizados (PLE) para obtener extractos acuosos proteicos con potencial antioxidante a partir de subproductos de lubina, dorada y salmón. Las condiciones óptimas de extracción fueron pH 7, 20 ºC, 5 min para restos de músculo, pH 4, 60 ºC, 15 min para cabezas, pH 7, 50 ºC, 15 min para vísceras, pH 7, 55 ºC, 5 min para piel y pH 7, 60 ºC, 15 min para colas. Los extractos óptimos presentaron mayor porcentaje de recuperación de proteínas y mejores valores de capacidad antioxidante en comparación con los extractos obtenidos por agitación convencional (control). Los mejores resultados se observaron en los extractos óptimos de vísceras de salmón, con un 92% de recuperación proteica y valores TEAC y ORAC de 3700 y 7800 equivalentes de Trolox µM, respectivamente. El estudio de la distribución del peso molecular de la fracción proteica de los extractos se llevó a cabo mediante electroforesis SDS-PAGE. Las imágenes de los perfiles electroforéticos revelaron que los extractos óptimos contenían más cantidad de fragmentos proteicos de menor peso molecular que los extractos control. Adicionalmente, se realizó el análisis peptídico de los extractos de vísceras de salmón mediante espectrometría de masas (nanoESI qTOF), identificando 137 péptidos en los extractos óptimos y 67 en los extractos control. A través de un estudio bioinformático, GPP y GAA resultaron ser las secuencias de aminoácidos con potencial antioxidante más repetidas encriptadas en las cadenas peptídicas de los extractos de vísceras de salmón obtenidos mediante PLE. Así mismo, se ha empleado la extracción asistida por microondas (MAE) para obtener aceite con propiedades nutricionales y bioactivas a partir de tres subproductos de salmón y uno de lubina y dorada. Las condiciones óptimas de extracción fueron 14.6 min, 291.9 W, 80.1 g/L para esqueletos, 10.8 min, 50.0 W, 80.0 g/L para cabezas y 14.3 min, 960.6 W, 99.5 g/L para vísceras. El mejor rendimiento de aceite se observó en las vísceras de salmón (92% del contenido total de lípidos). Mediante cromatografía de gases con detector de ionización de llama (GC-FID) se analizó la composición de ácidos grasos de los aceites extraídos por MAE y por el método Soxlhet, sin observar diferencias en el perfil lipídico entre ambas técnicas. Los principales ácidos grasos identificados en todos los aceites fueron ácido oleico (36-38%), ácido linoleico (14-18%), ácido palmítico (10-15%), ácido docosahexaenoico (DHA, 7-13%) y ácido eicosapentaenoico (EPA, 4-6%). Los aceites de las cabezas de lubina y dorada presentaron niveles más altos de DHA que los aceites procedentes de los subproductos de salmón. El porcentaje de ácidos grasos insaturados (AGI) fue mayor que el de ácidos grasos saturados (AGS) en todas las muestras. Se utilizaron ensayos con cultivos celulares para evaluar la citotoxicidad de los aceites frente a células tumorales de estómago (AGS), colon (Caco-2), pecho (MCF-7) y pulmón (NCI-H460). La línea celular de cáncer de pecho fue la más susceptible al efecto de los aceites de las cabezas de lubina y dorada (GI50= 38-93 µg/mL) mientras que la línea celular de cáncer de pulmón fue más sensible a la acción del aceite de esqueletos de salmón (GI50= 76-142 µg/mL). Se llevaron a cabo ensayos celulares con macrófagos para estimar el potencial antioxidante y antiinflamatorio de los aceites. Los aceites de vísceras de salmón redujeron más de un 75% la reacción de oxidación generada en las células. Todos los aceites exhibieron efecto antiinflamatorio, disminuyendo los niveles del NO producido en los macrófagos con concentraciones inferiores a 65 µg/mL. También se realizaron ensayos de actividad antimicrobiana, donde los aceites de las cabezas de lubina y dorada obtenidos por MAE mostraron mayor capacidad antibacteriana y antifúngica que los extraídos por Soxhlet. Por otra parte, la presencia de metales pesados y micotoxinas en restos de músculo, cabezas, vísceras, piel y colas de lubina, dorada y salmón fue investigada. Las concentraciones de arsénico, mercurio, cadmio y plomo analizadas mediante espectrometría de plasma acoplada inductivamente a detector de masa (ICP-MS) se encontraron por debajo de los límites establecidos por las autoridades para productos pesqueros comercializados, excepto para el cadmio (0.068 µg/g) en las vísceras de dorada. A través de cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masa de alta resolución TOF (LC-ESI-qTOF-MS) se identificó la micotoxina deoxivalenol (DON) en niveles traza (<0.5 ppb) en las vísceras de lubina. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, los subproductos de pescado de cultivo contienen compuestos con propiedades nutricionales y/o bioactivas que los convierten en una materia prima valiosa, principalmente para las industrias alimentaria y farmaceútica. La extracción de estas sustancias mediante tecnologías no convencionales de forma sostenible puede considerarse como una opción interesante para la valorización de subproductos de pescado desde un enfoque de economía circular.