Biopeptides from food by-products: Production, fractionation and bioactivity assessment

Abstract

Es bien conocida la importante generación de residuos de la industria alimentaria y la importancia de llevar a cabo procesos y desarrollar técnicas y usos finales de dichos sub-productos con el fin de avanzar hacia una industria alimentaria sostenible. En esta Tesis Doctoral se plantean procesos de reutilización de algunos de los sub-productos de esta industria para convertirlos en sofisticados compuestos finales con posible utilización en medicina y en la industria farmacéutica, como son los péptidos bioactivos. Como materias primas se han utilizado la sangre procedente de mataderos y el suero lácteo. En concreto, se ha trabajado con la seroalbúmina bovina, presente tanto en el suero de quesería (minoritaria) como en la sangre (en mucha mayor concentración), y con un concentrado de proteínas de suero, obtenido tras la concentración por ultrafiltración del suero de queserías. Estos dos productos han sido suministrados por empresas y centros de investigación colaboradores con el trabajo que se presenta. Para la obtención de los productos finales se ha llevado a cabo una primera etapa de hidrolisis enzimática utilizando tripsina y pepsina como enzimas. El objetivo de esta fase ha sido la de obtener un elevado grado de hidrólisis de los substratos sin buscar la modelización del proceso, sino para obtener los péptidos a partir de la proteína. Para ello, ha sido necesario en algunos casos (por ejemplo en el caso de la seroalbúmina) estudiar posibles procesos de pre-tratamientos previos a la hidrólisis, a fin de incrementar el grado de hidrólisis obtenido. Tras esta etapa, se han identificado, mediante técnicas instrumentales, los péptidos obtenidos, y determinado con ayuda de simulación computacional las características más importantes de cada péptido o grupos de péptidos. Posteriormente, se ha estudiado el fraccionamiento de dichos hidrolizados utilizando técnicas con membranas, con el objetivo de obtener permeados con un número más reducido de péptidos con propiedades biológicas de interés. Los fraccionamientos de hidrolizados constituyen un tema muy novedoso que posiblemente experimentará un importante desarrollo en el futuro. En este apartado, los objetivos se han dirigido esencialmente a estudiar los efectos del pH del medio y el tamaño de poro de las membranas sobre la transmisión de los péptidos obtenidos, y no se ha realizado una optimización desde el punto de vista de la densidad de flujo de permeado de las membranas, por considerar ésta una etapa posterior para otros trabajos. Por ultimo, se ha realizado un esfuerzo importante para, en colaboración con otros centros y departamentos de investigación, estudiar los efectos in vitro e in vivo de algunas de las fracciones obtenidas. Los estudios se han centrado en las propiedades relacionadas con el síndrome metabólico, por constituir éste un problema de salud generalizado y con alta prevalencia en países del Primer Mundo. Los síntomas clave del síndrome metabólico son la hipertensión, la obesidad abdominal y la resistencia a la insulina entre otros, y además presentan la característica de estar muy relacionados entre sí, así como con procesos oxidativos. Todos los ensayos realizados en este trabajo se ha desarrollado a escala de laboratorio, si bien se han seleccionado métodos que podrían tener un paso de escala relativamente sencillo técnicamente.