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Hidrolizados de Proteína de
Pescado
Dr. José Luis Cárdenas López
2014
Hidrólisis
• Hidrólisis ácida
– Introduce cambios en proteínas por la acidez
• Hidrólisis con proteasas
– Propiedades funcionales intactas
– Generalmente a condiciones de temperatura
más frías (estructura intacta)
• Diferencias con HP y CPP
Hidrolizados de proteína de
pescado (HPP)
• La preparación de HPP con proteasas, se
ha usado por mas de 50 años.
– Pero el proceso es mas antiguo, mil años o más
• Carne con proteasas a condiciones
específicas de pH y temp, seguidos de un
secado por aspersión (spray drying)
• Mejores propiedades nutritivas y
funcionales que el pescado entero o el
concentrado proteico de pescado
Producción de HPP
• Materia prima:
– Especies sub-utilizadas
– Pelágicos menores, fauna de
acompañamiento
– Pesca no convencional (ej. Krill)
Proceso genérico
Mezclar con agua
Ajustar pH y Temperatura
Añadir enzima(s)
Enzima(s)
Hidrólisis
PROTEINA NATIVA
Desactivación de la enzima
T = 50-80°C, pH = 4, t = 30 min
Filtración (separación de huesos,
escamas etc)
Decolorización y/o deodorizacon
(carbón activado)
T = 50°C, pH = 4, t = 30 min
Neutralización
pH = 7
Secado (o no)
HIDROLIZADO
Secado del HPP
Secadora de vacío
Secadora de aspersión
(Spray dryer)
HPP líquidos
• Hidrolizado PP vs Emulsión de pescado
• Uso de estabilizadores (ej.: ác. fosfórico)
HPP
• Altamente soluble en agua, bajo en grasa
y ceniza
• Por control de la hidrólisis se pueden
modificar las propiedades funcionales,
tales como:
– Cap de retención de agua
– Capacidad emulsificante
– Capacidad espumante
– Estabilidad de la espuma
• Hidrólisis sin control resulta en la
formación de péptidos pequeños que
pueden carecer de las propiedades
funcionales buscadas
• Por lo tanto se requiere una forma de
medir el grado de hidrólisis
Grado de hidrólisis
• Grado de hidrólisis= (h/htot) x 100
– h = num de grupos amino libres
– htot= num de enlaces peptídicos en la proteína
original (AA totales -1)
– Determinado con TNBS (Adler-Nissen, 1985)
– Determinación con OPA
– pH stat
Rx con TNBS
• TNBS (sulfonato de 2,4,6-trinitrobenzeno)
O2N
Lys
(CH2) 4
NH2
+
HO3S
NO2
O2N
lisina
TNBS
O 2N
Lys
(CH2)4
Abs@ 367
NO2 +
NH
O 2N
H2SO 3
Rx con o-ftalaldehído
O
H2N
PEPTIDO
+ HS
OH
O
OPA
OH
S
N
Abs@410
PEPTIDO
Complejo
BME
pH stat
• Se puede hacer un
monitoreo con pHstat
– la cantidad de base
usada para mantener
el pH constante es
proporcional al grado
de hidrólisis
Composición
• Los peces magros son ideales para el
proceso
• Proximal de polvo de HPP de pez magro:
– 92% proteína, 1.7% de lípidos, 6.4% ceniza
Proteasas
• ácidas o neutras
• Exoproteasas o endoproteasas
– Exo: produce aminoacidos libres (no muy
deseable para alimento animal)
– Endo: que tan selectiva será?
• Origen: microbiano, plantas o animales
(incluso de los desechos de plantas de
procesamiento)
HPP ácido
• No muy adecuado para producto seco
• Neutralizar, a veces conduce a la
formación de sales…posible desventaja
• Por lo que si se secará el producto se
debe escoger una proteasa neutral
(papaína, por ejemplo)
• Palatabilidad!!
Ensilaje de pescado
• 2da guerra mundial
• Control de microorganismos (por el pH)
• Las enzimas endogenas del pescado no
son inhibidas totalmente, por lo que hay
cierto grado de hidrólisis
• Forma barata de conservar excedentes
• Puede hacer al pescado mas palatable
para ciertos animales
• Estabilidad!!
Enzimas para HPP
• Al cambiar condiciones de digestión,
enzimas, especies, etc. Se pueden
producir un amplio rango de HPP
• Generalmente se usan proteasas con
amplia especificidad…(o cocteles)
– Plantas (ficina, papaína, etc)
– Animales (tripsina, pancreatina, etc)
– Microbios (pronase, alcalasa, etc)
Algunos estudios
• Hale (1969) estudió 23 proteasas,
obteniendo mejores resultados con
pancreatina, pepsina y papaína
• Sen (1962) usando papaína a pH 7
observó la máxima solubilización en las
primeras horas de tratamiento, a 40°C se
obtenían péptidos más grandes durante la
digestión
• Venugopal (1981) reportó maxima
solubilización con pepsina con pescado de
bajo costo
• Simpson (1998) preparó HPP de camarón
fresco y congelado usando tripsina y
quimiotripsina obteniendo alto contenido
de G, P, R y V, usó 0.25-0.3% de
enzimas, incubación por 2.5 a 3 h y temp
de 35 a 40C
Usos
• Alimento animal, humano y fertilizante
orgánico para plantas
• Modificar las propiedades funcionales de
alimentos y en alimentos dietéticos, como
fuente de péptidos y aminoácidos
• Soufflés, merengues, macarrones, pan, sopa
de pescado, pasta de pescado y saborizantes
en análogos de moluscos
• Se usa como suplemento de proteína en
galletas y productos de cereales
Usos
• En Japón “harina biofish” por digestión
enzimática de sardinas y se comercializa
como sustituto de leche
• Como dietas de inicio en salmón del
Atlántico, dando mayores tasas de
crecimiento
• Como atrayentes en alimento para peces
• Peptonas de pescado – medios para
microbiología (1er uso que tuvieron las
HPP)
Problema: amargor
• Los HPP son amargos debido a la
formación de ciertos oligopéptidos durante
la hidrólisis
– Pueden ser removidos con alcoholes
– Reducen la palatabilidad
Reacción de Plasteína
• La reducción del amargor se puede hacer
por la reacción de plasteína
• Consiste en una agregación física de
fragmentos de proteína (Andrews, 1990)
extracción y
desnaturalización
PROTEÍNA NATIVA
degradación
PROTEÍNA ALIMENTICIA
HIDROLIZADO
con impurezas
remoción de
impurezas
Re-síntesis
PLASTEÍNA
HIDROLIZADO sin impurezas
Plasteína (cont)
• Fragmentos peptídicos de un hidrolizado
• Esta influenciado por la naturaleza de los
aminoácidos:
– Los hidrofóbicos son enlazados
preferentemente
• Ayuda a mejorar el VB de una proteína
– VB: que tanto del nitrógeno ingerido es
utilizado por el cuerpo
Valor Biológico
I-(FN- UN-PFN)
VB=
X 100
I-FN
I = nitrógeno ingerido
FN= nitrógeno total fecal
UN= nitrógeno total de orina
PFN=nitrógeno excretado en grupo con
dieta libre de nitrógeno
Síntesis exitosa de plasteína
• Requiere 30 % de sólidos compuestos de
polipéptidos de PM 1500-2000 Da
• pH en la región 4-6, asegurando alta [ ]
de grupos amino y carboxilo no ionizados
• Alta [ ] de hidrofóbicos
• facilita la formación de enlaces peptídicos
Beneficios y desventajas
• Beneficios
•
•
•
•
•
Menor contenido de ceniza (que harina de pescado)
Estabilización del producto sin necesidad de secado
Menor costo – proceso por lotes
Producto puede ser seco o líquido según el uso
Péptidos bioactivos (antioxidantes, antiproliferativos,
inhibidores de tumores, estimulación del sistema
inmune de organismos de acuacultura etc.)
• Desventajas
• Mercado indefinido – producto nuevo
• Reproducibilidad