Obtención de nutrientes y compuestos bioactivos a partir de biomasa marina y evaluación de la toxicidad con bioensayos / nutrients and bioactive compounds recovery from marine biomass and toxicity evaluation using bioassays

Resumen

Esta Tesis Doctoral se centra en primer lugar en la utilización de la fermentación con bacterias ácido-lácticas aisladas de pescado para la obtención de compuestos antioxidantes y antifúngicos a partir de subproductos de pescado. Se identificaron ácidos fenólicos como el ácido DL-3-fenil-láctico y el ácido benzoico tras fermentar caldos elaborados con carne de pescado y subproductos durante diferentes tratamientos. Los extractos obtenidos de la fermentación de subproductos de pescado por bacterias aisladas del colon y del estómago mostraron la mejor actividad antioxidante. Además, demostraron actividad antifúngica frente a diferentes cepas de hongos de los géneros Penicillium, Aspergillus y Fusarium. Para optimizar la extracción de compuestos bioactivos de subproductos de pescado, se emplearon pulsos eléctricos (PE). Este pretratamiento mejoró la extracción de proteínas y compuestos antioxidantes de la cabeza y la piel del pescado, aunque no mejoró la extracción en el caso de las vísceras. Los PE alteraron la distribución del peso molecular de las proteínas extraídas y de la recuperación de minerales, la cual varió según el subproducto y mineral estudiado. Por otra parte, la exposición de los extractos obtenidos de la cabeza de pescado en cultivos de células SH-SY5Y mostraron un aumento en la viabilidad celular. Además, se estudió el efecto de los PE en la recuperación de compuestos bioactivos de la microalga espirulina (Arthrospira platensis). Se probaron diferentes tiempos de extracción y disolventes, obteniéndose mejores resultados con tiempos de extracción cortos en la extracción de clorofilas, carotenoides y compuestos fenólicos totales en los primeros minutos de extracción. La eficiencia de la extracción con fluidos supercríticos (EFS) en la recuperación de compuestos de la espirulina también fue evaluada. La EFS mejoró la extracción de ficocianina, clorofila, carotenoides y minerales en comparación con la extracción convencional. Además, se observó una mayor recuperación de ácidos grasos específicos. El extracto obtenido con EFS también mostró una mejora en la viabilidad celular cuando se expuso a las células SH-SY5Y. Siguiendo con el estudio de las microalgas, se evaluó cómo la adición de espirulina y chlorella (Chlorella vulgaris), además de diversas legumbres, a productos cárnicos procesados afecta a los parámetros fisicoquímicos y nutricionales. Se observó un cambio significativo en los parámetros de color tras la incorporación de proteínas de microalgas y un aumento del contenido total de aminoácidos con la inclusión de proteínas de espirulina. Finalmente, se estudió la actividad citoprotectora de los extractos obtenidos en cultivos de células SH-SY5Y expuestos a la micotoxina citrinina (CIT). Se evaluaron los efectos citotóxicos de la CIT expuesta de forma individual y combinada con los extractos. Se compararon los resultados en dos modelos in vitro, cultivos de células SH-SY5Y en monocapa (2D) y esferoides (3D) y un modelo in vivo, embriones de pez cebra (Danio rerio). Los resultados demostraron que la CIT afectó el potencial de membrana mitocondrial, indujo apoptosis, detuvo el ciclo celular y causó alteraciones en el retículo endoplásmico en células SH-SY5Y. En el modelo in vivo de embriones de pez cebra, la exposición a altas concentraciones de CIT provocó malformaciones. La exposición combinada de CIT con los extractos optimizados de cabeza de lubina obtenidos mediante PE y extracto etanólico de espirulina, mostró un aumento de la viabilidad celular y una reducción en la apoptosis en comparación con la exposición a CIT sola en células SH-SY5Y.