Nutrición

Hidrolizados enzimático de proteínas de pescado en la piscicultura

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By Milthon Lujan

Australia – Un grupo de investigadores destaca el potencial de los hidrolizados enzimáticos de proteínas de pescado de los subproductos del procesamiento de pescados y mariscos en la piscicultura.

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Los investigadores de Curtin University, de la Patuakhali Science and Technology University (Bangladesh), de la Australian Centre for Applied Aquaculture Research y de la Murdoch University publicaron una revisión científica, en la revista Review in Aquaculture, que resume las fuentes, procesos de producción y los resultados de la aplicación de FPH como suplementos de alimentos para diferente especies acuícolas con respecto al rendimiento en crecimiento, utilización de los alimentos, digestibilidad, inmunidad y resistencia a enfermedades específicas.

A continuación presentamos un resumen del artículo científico; no obstante, en la referencia bibliográfica puede acceder al artículo completo.

Los subproductos (piel, aletas, cabezas, vísceras, entre otros) de las industrias de procesamiento de pescado y mariscos pueden exceder el 60% de peso total. Estas grandes cantidades de residuos orgánicos comúnmente son convertidos en productos de bajo valor como alimentos para animales, harina de pescado y fertilizantes.

Existe un potencial significativo para utilizar los subproductos, ricos en proteínas, mediante su conversión en productos alimenticios más valiosos y nutricionalmente biodisponibles, como el hidrolizado de proteína de pescado (FPH).

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El hidrolizado de proteína de pescado (FPH) puede ser producida en forma líquida o en polvo, y contienen grandes proporciones de péptidos más pequeños de aproximadamente 2-20 aminoácidos.

El FPH tiene excelente propiedades fisicoquímicas, incluido el incremento de la solubilidad, propiedades de emulsificación, propiedades de vaporización, capacidad de retención de agua y capacidad de fijación de grasas, lo que aumenta la palatabilidad de los alimentos y simplifican la absorción de nutrientes biológicos.

Los investigadores también destacan que FPH tiene diversos beneficios fisiológicos que incluyen actividades antioxidantes, antihipertensivas, antimicrobianas, inmunomoduladoras y anti-cancerígenas cuando se consumen in vivo.

En la acuicultura, la inclusión en las dietas de FPH ricos en péptidos de cadena corta, a niveles apropiados, ha mostrado que induce el rendimiento en crecimiento, la utilización de los nutrientes, la actividad antioxidante y la respuesta inmune en los peces, especialmente para larvas y juveniles.

Fuentes de hidrolizados de proteína de pescado

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La utilización rentable de los subproductos del procesamiento de pescados y mariscos es una importante área para la investigación y para las industrias pesquera y acuícola.

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El músculo oscuro del pescado rico en proteína tiene un limitado valor para el consumo humano debido a la alta posibilidad de oxidación; por consiguiente, algunos estudios han utilizado este subproducto para la producción de FPH, convirtiéndolo en producto altamente valioso.

Las vísceras, las pieles, las cabezas, entre otras partes, de los pescados de agua dulce o marinos han sido empleados para la producción de hidrolizados.

Producción de hidrolizado de proteína de pescado

Los investigadores reportan varios métodos para producir FPH, entre los cuales se incluyen la hidrólisis químicas (ácida y alcalina), autolisis, fermentación bacteriana e hidrólisis enzimática. Entre ellas, la hidrólisis enzimática y la hidrólisis química son los métodos comúnmente más empleados.

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El proceso de hidrólisis química es de bajo costo, rápido y resulta en una recuperación alta de proteína; sin embargo, hay poco control sobre la consistencia de los productos hidrolizados, con grandes variaciones en los perfiles de los aminoácidos libres.

El proceso de autolisis puede ser regulado por la acción de enzimas digestivas endógenas en los peces. Pero estas concentraciones de enzimas endógenas varían grandemente dentro de las mismas especies o entre las especies, además de ser altamente estacionales y específicas con la edad del individuo, lo que resulta en productos finales de inconsistentes perfiles moleculares.

Con el objetivo de producir FPH de mejor calidad, la hidrólisis enzimática viene siendo ampliamente implementada para producir hidrolizados precisos que retengan el valor nutritivo de la fuente de proteína. Esta proceso trabaja con un tiempo de reacción muy corta y es beneficiosa para enlaces de péptidos específicos y aminoácidos con actividad óptima a condiciones específicas. Además, la hidrólisis enzimática no produces solventes orgánicos residuales y químicos tóxicos en los productos finales.

Hay varias enzimas proteolíticas, incluido la alcalasa, neutrasa, papaína, pepsina y tripsina, que comúnmente son usadas para producir hidrolizado de proteína de pescado. Sin embargo, los investigadores reportan que la alcalasa, obtenida de Bacillus licheniformis, ha sido encontrada como la más altamente eficiente.

Composición química del hidrolizado de proteína de pescado

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El contenido de proteína de FPH varía entre 60 y 90% dependiendo de los tipos y las fuentes de materia prima y el protocolo de hidrólisis implementado. El alto contenido de proteína del hidrolizado de proteína de pescado se debe a la solubilización de la proteína durante la hidrólisis enzimática y la remoción de los lípidos después hidrólisis y puede incrementarse mediante la remoción de las fracciones insolubles mediante la centrifugación.

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Numerosos estudios han reportado que el contenido de lípidos de FPH es <5% de la composición total. Una reducción en el contenido de lípidos en el hidrolizado de proteína de pescado puede incrementar la estabilidad del producto final, incrementando la vida útil de FPH en condiciones de almacenamiento.

Varios estudios han demostrado que el contenido de ceniza de FPH varía entre 0.45 y 27% de la composición total. El alto contenido de ceniza se debe a la adición de un álcali para ajustar el pH y/o la reducción de los huesos en la materia prima.

Propiedades funcionales del FPH

En los sistemas alimentarios, las propiedades funcionales de cualquier de los ingredientes son importantes debido a que estas determinan la calidad y el posible uso final del producto. Durante la hidrólisis enzimática, las proteínas de pescado son escindidos en una mezcla de aminoácidos libres y di-, tri- y oligo péptidos.

Solubilidad

El incremento de la solubilidad es considerado como una característica beneficiosa y un excelente índice para la evaluación cualitativa de la funcionalidad del FPH. Las proteína con alta solubilidad incrementa la dispersión de las moléculas de proteínas y conduce a la formación de mejores sistemas coloidales.

Emulsificación

La capacidad de FPH para formar y estabilizar emulsiones puede ser medida mediante dos propiedades de emulsificación, incluido el índice de actividad de emulsión (EAI) y el índice de estabilidad de emulsión (ESI).

Péptidos bioactivos

Los péptidos de bajo peso molecular son fácilmente absorbidos y asimilados por el tracto gastrointestinal de los animales.

Varios estudios recomiendan las filtración por gel, la nanofiltración y la ultrafiltración para refinar los hidrolizados de proteína de pescado y para incrementar la eficiencia de los subproductos, con la finalidad de convertirlos en péptidos bioactivos más eficientes para el consumo humano y animal.

Limitaciones del hidrolizado de proteína de pescado

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A pesar de las numerosas y potenciales aplicaciones del hidrolizado enzimático de la proteína de pescado derivado de los residuos del procesamiento de pescados y mariscos en los alimentos acuícolas, existen algunas limitaciones:

a) La composición de los subproductos de procesamiento de pescados y mariscos varía de lote a lote en el proceso de manufactura, y la resultante composición nutricional variables puede crear desafíos en la producción de un consistente producto final.

b) Las materias primas, particularmente aquellas con alto contenido de grasas, son altamente perecibles, susceptibles a la oxidación y contienen microorganismos que rápidamente liberan un olor putrefacto. Algunos de estos microorganismos pueden ser patogénicos a los peces, si están presenten en los piensos.

c) La producción de FPH de alta rendimiento y alta pureza, y los péptidos bioactivos específicos de los desechos de pescado a través de la hidrólisis enzimática ha sido reportado a pequeña escala o sistemas de laboratorio. Este proceso puede requerir técnicas caras de procesamiento, aislamiento, purificación y caracterización a gran escala.

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d) La heterogeneidad de FPH, contienen un rango diversos de péptidos con diferentes tamaños moleculares, naturaleza hidrofóbica y propiedades superficiales, resultando en desafíos para la formulación de alimentos acuícolas y en diseño de dietas específicas a la edad para cada especie.

Mayores detalles de las limitaciones de los hidrolizados de proteína de pescado para su uso en piensos acuícolas puede encontrarlos en la referencia bibliográfica al final del artículo.

Conclusiones

El estudio brinda un panorama general de la producción de FPH y de péptidos bioactivos de los residuos de pescado, y sus potenciales efectos en el crecimiento, utilización de los alimentos, respuesta bioquímicas e inmune en la producción acuícola de peces.

“Los datos presentados aquí sugieren que los hidrolizados derivados de los residuos de pescado tienen potenciales aplicaciones en los alimentos acuícolas, así como una fuente de proteína y aminoácidos” destacan los investigadores.

El estudio fue financiado por el Australian Government funded Research Training Program (RTP) Scholarship (No. 17405029‐Curtin). {mprestriction ids=»*»}

Referencia (acceso abierto):
Siddik M., J. Howieson, R. Fotedar and G. Partridge. 2020. Enzymatic fish protein hydrolysates in finfish aquaculture: a review. Reviews in Aquaculture, 1–25. {/mprestriction} 

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