Evaluación del proceso de extracción y fraccionamiento de proteínas mediante la aplicación de tecnologías de membranas, a partir de un subproducto obtenido del procesamiento industrial de pescado

Abstract

La industria pesquera genera subproductos con compuestos valiosos que son desaprovechados. En esta investigación se optimizó la extracción de gelatinas y se evaluó su fraccionamiento, mediante tecnologías de membrana, para obtener fracciones con capacidades gelificante diferenciadas. Se optimizaron, a escala de laboratorio, el pretratamiento ácido (la concentración de ácido acético y el tiempo) y la extracción (tiempo y temperatura) utilizando la metodología de superficie de respuesta. El proceso de extracción optimizado se escaló 80 veces a nivel de planta piloto. Se definió un tratamiento enzimático para ampliar el rango de tamaño de las proteínas en el licor de pescado y posteriormente se fraccionó utilizando 4 membranas en serie (0,8 μm, 100 nm, 50 nm y 20 nm), evaluando el efecto individual de cada membrana y el efecto del proceso general sobre la capacidad gelificante de las proteínas. Para el pretratamiento ácido se obtuvo una concentración óptima de ácido acético de 0,225 M para maximizar la hidratación de la piel. En la etapa de extracción se determinó que el tiempo y la temperatura afectan las propiedades de gelificación de las proteínas presentes en el licor, obteniendo valores óptimos de 0,38 h y 54 °C para maximizar las temperaturas de fusión y gelificación. Se logró escalar el proceso de extracción a nivel de planta piloto obteniendo un licor que no difiere significativamente (p >0,05) en su composición, su fuerza de gel y su temperatura de fusión respecto al obtenido a nivel de laboratorio. Con la aplicación del tratamiento enzimático (subtilisina) (38 μL de preparado/kg de licor, 20 min y 60 °C) se logró ampliar el diferencial de tamaños de las proteínas del licor de pescado de 2,9 a 8,3. Las filtraciones con membranas cerámicas de 0,8 μm, 100 nm, 50 nm y 20 nm presentaron flujos de permeado de 1274 ± 64 kg/hm2, 122 ± 24 kg/hm2, 93 ± 14 kg/hm2 y 29 ± 12 kg/hm2 a valores de FRV máximos de 8,25, 7,5, 6,0 y 3,25, respectivamente. Las membranas de 100 nm, 50 nm y 20 nm, generaron retenidos y permeados con propiedades de gelificación significativamente diferentes. Respecto al proceso en serie, el permeado de 20 nm presentó las menores propiedades de gelificación, ya que las proteínas con pesos moleculares mayores a 75 kDa fueron retenidas totalmente. Los resultados de la investigación muestran la factibilidad técnica para la obtención y el fraccionamiento, utilizando tecnología de membranas, de proteínas con capacidades gelificantes a partir de la piel de atún, las cuales podrían utilizarse como ingredientes funcionales en diferentes industrias.