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Revaloració de la fracció cel·lular de la sang de porc procedent d'escorxadors industrials

by Toldrà i Alegret, Mònica

Abstract (Summary)
RESUMEN La sangre de cerdo es un subproducto comestible generado en los mataderos industriales durante el proceso de obtención de la canal. Este subproducto se caracteriza por presentar una elevada carga contaminante y debido a los grandes volúmenes que se generan, es necesario encontrar estrategias que permitan su revalorización y aprovechamiento. A su vez, se diminuye la contaminación ambiental y los gastos que se derivan de su procesamiento antes del vertido. La fracción celular (FC) constituye el 40 % de la sangre de cerdo y contiene principalmente la hemoglobina (Hb), que representa cerca del 90 % del contenido en proteína de esta fracción (un 35 % aproximadamente). El elevado porcentaje en proteína y en hierro, y sus buenas propiedades funcionales hacen que el aprovechamiento de este subproducto como materia primera o ingrediente de la industria alimentaria sea una alternativa muy útil para reducir los gastos de la industria cárnica, siempre que se resuelvan los problemas de oscurecimiento i de sabores extraños que puede conferir la FC cuando se adiciona a productos alimentarios. Otra posible utilización de la FC es aprovechar las propiedades colorantes de la Hb o del grupo hemo, como colorante de origen natural en diversos productos alimentarios. Los objetivos del presente trabajo eran, en primer lugar, determinar las mejores condiciones de aplicación del proceso de conservación de la FC mediante la deshidratación por atomización y caracterizar físico-química y microbiológicamente el concentrado de Hb en polvo. En segundo lugar, evaluar la eficacia de diferentes aditivos antioxidantes y/o quelantes de hierro para prevenir el oscurecimiento que sufre la FC durante la deshidratación. En tercer lugar, aplicar tratamientos de altas presiones hidrostáticas como un proceso de higienización y evaluar los efectos de este tratamiento sobre la microbiota contaminante, el color y las propiedades funcionales de la FC. Finalmente, desarrollar un proceso de obtención de hidrolizados proteicos decolorados a partir de la Hb con la finalidad de utilizarlos como ingredientes nutricionales y/o funcionales. La mejor temperatura de deshidratación por atomización de la FC hemolizada era 140ºC. La FC en polvo presentaba un contenido en humedad del 5,3 % y un porcentaje de solubilidad proteica del 96 %. La deshidratación por atomización inducía cambios en la estructura nativa de la Hb y, por tanto, un cierto grado de desnaturalización que puede conducir a una disminución de sus propiedades funcionales. El extracto seco de la FC en polvo estaba compuesto por un 97 % de proteína, un 3 % de sales minerales y un 0,7 % de grasa. Los valores CIE L*a*b* del color de la FC en polvo eran bastante constantes y reflejaban su color rojo marrón oscuro, debido a la oxidación del hierro hémico que se produce durante la deshidratación. La carga contaminante de la FC fresca de la sangre de cerdo era bastante elevada y el tratamiento de hemólisis con ultrasonidos y la centrifugación posterior no producían una reducción significativa de la microbiota contaminante, obteniéndose un producto con unos recuentos microbiológicos del orden de 106 ufcmL-1. La deshidratación por atomización producía una disminución de 1 unidad logarítmica de los recuentos totales de la FC hemolizada. Sin embargo, el producto en polvo aún reflejaba la elevada contaminación de la materia primera, hecho que condiciona negativamente su utilización como ingrediente alimentario, a no ser que se mejoren las condiciones de recogida de la sangre en el matadero o que esta o la FC se someta a algún tratamiento de higienización previamente a la deshidratación. Las isotermas de sorción a 20ºC de la FC en polvo tenían forma sigmoidal i una histéresis estrecha y larga. La ecuación GAB es un buen modelo matemático para ajustar los datos de sorción obtenidos experimentalmente y determinar la isoterma de adsorción de la FC deshidratada por atomización. El porcentaje de humedad de la FC deshidratada a 140ºC se correspondía a un valor de aw a 20ºC de aproximadamente el 0,16. Teniendo en cuenta que estaba por debajo de los valores de aw correspondientes a la capa monomolecular, se puede garantizar la conservación a temperatura ambiente del producto, siempre que se envase en recipientes cerrados que no permitan la entrada de humedad del exterior. Del estudio de la posible estabilización del color de la FC deshidratada por atomización mediante la adición de ácido ascórbico y/o secuestrantes de hierro, se observó que sólo el ácido ascórbico, la glucosa, el ácido nicotínico y la nicotinamida, tenían efectos positivos sobre el color del producto en polvo. El ascórbico y la glucosa no mejoraban la conservación del color de la Hb pero disminuían el oscurecimiento que se produce durante la deshidratación, con lo cual se puede obtener un producto en polvo de color marrón más claro. La adición de dextrina o L-cisteína no disminuía el oscurecimiento ni evitaba el cambio de color de la Hb. El ácido nicotínico y la nicotinamida protegían el color de la Hb durante la deshidratación y el almacenaje de la FC en polvo. Las mejores condiciones de aplicación del tratamiento con altas presiones hidrostáticas (HHP) sobre la FC eran 400 MPa, a 20ºC, durante 15 min, porque producían una mejora significativa de la calidad microbiológica, no afectaban negativamente al color, no comprometían mucho la solubilidad proteica de la Hb y, aunque producían un aumento de la viscosidad, la FC permanecía fluida después del tratamiento. Este tratamiento permitía una reducción de la microbiota contaminante de la FC de entre 2 y 3 unidades logarítmicas. La aplicación de la alta presión y la posterior deshidratación permitían obtener un producto en polvo con recuentos totales del orden de 2,8 unidades logarítmicas. El color de la FC presurizada en polvo era igual que el de la FC control deshidratada, porque ambas muestras presentaban la misma susceptibilidad a la oxidación del grupo hemo producida por la deshidratación. La alta presión incrementaba la susceptibilidad de la Hb a los efectos desnaturalizantes de la deshidratación, fundamentalmente a pH 7 (PIE), ya que se observó una disminución de la solubilidad proteica a pH neutro después de los 2 procesos tecnológicos. La FC en polvo presentaba una máxima capacidad espumante al PIE de la Hb. La aplicación del tratamiento HHP producía una disminución de la capacidad espumante de la FC en polvo, pero no tenía efectos negativos sobre la estabilidad de la espuma formada. Tampoco se observaron efectos negativos del tratamiento HHP sobre la actividad emulsionante de la Hb. La máxima actividad emulsionante de la Hb se conseguía con una concentración de FC en polvo del 1,5 % a pH 7 y del 1 % a pH 4,5. Las pastas formadas por calentamiento de la FC presentaban características muy diferenciadas dependiendo del pH. A pH neutro se formaban unas pastas duras y consistentes, mientras que a pH ácido las pastas eran poco consistentes, muy adhesivas y más elásticas que las anteriores. Estas tenían una capacidad de retención de agua muy superior que las de pH 7, en las cuales el agua quedaba retenida por capilaridad. La textura y capacidad de retención de agua de las pastas tampoco eran afectadas por el tratamiento HHP. El tratamiento HHP incrementaba la actividad de la Tripsina sobre la Hb cuando el substrato y la enzima se trataban conjuntamente y favorecía el proceso de obtención de hidrolizados decolorados a partir de la FC, lo cual permitía conseguir el mismo grado de decoloración con una dosis de enzima inferior. El tratamiento de hidrólisis de la FC con la utilización combinada de Tripsina seguida de un tratamiento con Pepsina permitía la obtención de un hidrolizado proteico de Hb decolorado y hidrolizaba completamente la globina, dando lugar a 2 péptidos de 10,8 y 7,4 KDa. También producía un 60-80 % de nitrógeno soluble en TCA, constituido fundamentalmente por péptidos y aminoácidos libres. Los hidrolizados trípsicos y pépsicos de Hb, obtenidos a partir de FC no presurizada, deshidratados por atomización a 180ºC, eran de color blanco y tenían un contenido en humedad del 4,7 %, un 84,2 % de proteína y un 9,7 % de sales minerales. El proceso de hidrólisis permitía una reducción considerable de la contaminación de la FC, obteniendo un producto en polvo con recuentos totales del orden de 102-103 ufcg-1. Con respecto a la funcionalidad de los hidrolizados de Hb deshidratados por atomización, estos presentaban una elevada solubilidad proteica a pH 5 y 7 y permanecían solubles después de un calentamiento a 80ºC durante 30 min. Sin embargo, esta hidrólisis afectaba muy negativamente la capacidad de mantener espumas estables y la actividad emulsionante.
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Bibliographical Information:

Advisor:Carretero Romay, Carme

School:Universitat de Girona

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:eqata enginyeria química agrària i tecnologia agroalimentària

ISBN:

Date of Publication:11/22/2002

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