ES2362063A1 - Procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado. - Google Patents

Abstract

Se describe un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado. En el procedimiento, las proteínas miofibrilares se disuelven y posteriormente se llevan hasta su punto de precipitación isoeléctrico y después son separadas.

Description

Procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada con las técnicas empleadas en la industria del procesamiento de alimentos, y más particularmente, se encuentra relacionada con un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado.

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Antecedentes de la invención

Los principales factores estructurales que condicionan la rentabilidad del sector pesquero y, en particular, de las empresas de productos enlatados, son la concentración de la distribución en los grandes centros y la escasez de pescado, que han elevado, en los últimos años, el precio de modo alarmante.

Asimismo, en esta industria existe un bajo rendimiento del proceso de elaboración de conservas, que no llega a más del 50%, toda vez que existen mermas que ocurren especialmente en las etapas del corte, cocción y pelado.

Se ha pensado que una posibilidad para mejorar el rendimiento global en la fabricación de conservas de pescado sería aprovechar las pérdidas que se producen antes del envasado, preferiblemente, a partir del material que se pierde en las distintas etapas del proceso de elaboración, entre ellas, sin duda, una de las más importantes son los restos y trozos de pescado que se van perdiendo durante su procesamiento.

En un industria paralela, que es la industria cárnica terrestre, un procedimiento tecnológico que ha sido aplicado con éxito, desde mucho tiempo atrás, ha sido la inyección en el músculo de animales de sangre caliente de una salmuera a fin de evitar pérdidas por deshidratación, así como para incrementar la jugosidad de la carne, la cual se vuelve más tierna y sabrosa. A pesar de las ventajas de esta tecnología, en el caso de las especies de pescado no se ha aplicado de forma exitosa.

La recuperación de proteínas de bajo valor comercial o de subproductos de su industrialización constituye una alternativa promisoria para el aumento de proteína de alta calidad, además de minimizar el problema de polución ambiental, tal como lo describe Rodrigues, A. M.C.; Tobinga, S.; Secagem de suspens\tilde{a}o proteica de peixe em leito de jorro: Propriedades funcionáis; Revista Brasileira de produtos Agroindustriais, Campiña Grande, v.3, n.1, p.31-36,2001en.

Las proteínas miofibrilares, que representan un 66-77% de las proteínas totales, tienen un papel fundamental en la coagulación y formación de un gel de proteínas, cuando se procesa el músculo de pescado. Estas forman las miofibrilas y confieren a las células musculares su propiedad contráctil, influyendo tecnológicamente en las cualidades culinarias y comerciales de la carne, una vez que son responsables de la capacidad de retención de agua, propiedades emulsificantes o también por la blandura de la carne, conteniendo aún cantidades importantes de aminoácidos esenciales, contribuyendo en más de 70% del soporte proteico debido al consumo de carne. Los músculos blancos del pescado contienen menos proteínas miofibrilares que los músculos rojos.

En el músculo calentado, las proteínas sarcoplasmáticas, coaguladas por el calor se adhieren a las proteínas miofibrilares e impiden la formación del gel a partir del músculo del pescado. Khun, C. R.; Soares, G. J.D.; Proteases and inhibition in surimi processing; R. Bras. Agroci\hat{e}ncia, v.8 n.1, p.5-11, Jan-Abr, 2002)]. El gel se forma por la solubilización de las proteínas miofibrilares que al hidratarse, crea una red proteica unida por puentes de hidrógeno.

Se sugiere que las propiedades de gelificación de las proteínas miofibrilares están influenciadas por la distribución de los tipos de fibras específicas en el músculo de los cuales la proteína es extraída.

Ante esta situación, existe la necesidad de optimizar los procesos de elaboración y de forma paralela desarrollar nuevos productos y presentaciones que permitan incrementar el rendimiento global en el procesamiento del pescado, además se debe tomar en cuenta el hecho que el pescado recién capturado puede ser acondicionado con una salmuera o ser congelado lo cual afecta las propiedades de su carne, un procedimiento que trate de recuperar proteínas de los restos del pescado debe tomar en cuenta esta situación.

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Sumario de la invención

El objeto de la presente invención es obtener un extracto de proteínas miofibrilares gelificable a partir de los restos de pescado, para ello se ha creado un procedimiento que comprende solubilizar las proteínas miofibrilares de los restos de pescado para obtener una solución homogénea de estas proteínas; luego, se filtra la solución homogénea obteniendo una solución filtrada. Posteriormente, las proteínas miofibrilares presentes en la solución filtrada se llevan hasta su punto de precipitación isoeléctrica; finalmente, las proteínas miofibrilares precipitadas son separadas obteniendo un extracto de las mismas que es gelificable.

En una realización de la invención, la solubilización de las proteínas se realiza con una salmuera (solución de NaCl). En una realización preferida, la precipitación de las proteínas miofibrilares se realiza llevando la solución hasta un pH de 4.5 a 5.

El procedimiento es aplicable para cualquier especie de pescado, ya sea que su carne sea fresca, congelada o haya sido tratada con una salmuera recién de haber sido capturado en alta mar. De manera particular se prefiere recuperar proteínas de carne de especies túnidas.

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Breve descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte integrante de esta descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1, es una imagen que muestra un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de salmón fresco, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención.

La figura 2, es una imagen que muestra un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de atún congelado, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención.

La figura 3, es una primera imagen que muestra un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de atún fresco, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención.

La figura 4 es una segunda imagen que muestra un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de atún fresco, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención.

La figura 5 es una primera imagen de un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de musculo rojo de atún, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención, donde el atún fue tratado con salmuera tras su captura.

La figura 6 es una segunda imagen de un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de musculo rojo de atún, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención, donde el atún fue tratado tras su captura con salmuera.

La figura 7 es una imagen de un gel formado a partir de un extracto de proteínas miofibrilares de musculo blanco de atún, el extracto siendo obtenido mediante el procedimiento de la presente invención.

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Descripción detallada de la invención

El procedimiento de la presente invención inicia con la solubilización de las proteínas de los restos de pescado, ya sea aquellos que provienen de la cocción ó de las partes no nobles del mismo, es decir, las partes que rodean la cabeza: cogote, e incluso partes de la propia cabeza (lengua y quijada) que se desechan en su procesamiento. La solubilización de proteínas se realiza preferentemente con una solución de NaCl, utilizando una relación mínima en peso de musculo con respecto a la solución de NaCl de 1:5. Posteriormente, se realiza una filtración de esta solución con la finalidad de refinar la solución de proteínas miofibrilares

Una etapa clave en el procedimiento de la presente invención es la precipitación de la proteínas miofibrilares hasta su punto isoeléctrico, para ello, el pH de la solución es modificado hasta un intervalo de 4,5 a 5, para esta precipitación se utiliza preferentemente una solución ácida, más preferentemente una solución de HCl, y con una concentración 0.55 M. El tiempo de precipitación es preferiblemente mayor a 30 min, permitiendo el alcance de la precipitación de la mayor cantidad de proteínas miofibrilares.

Luego, en el procedimiento, se separan las proteínas precipitadas utilizando de manera preferida centrifugación, en donde los lípidos separados se descartan y se obtiene el extracto gelificable.

La gelificación del extracto se puede realizar ajustando la concentración de proteínas miofibrilares a una concentración apropiada para la formación del gel, esta concentración se encuentra en un intervalo entre 6 al 10% de proteínas en el extracto. A continuación, el concentrado se neutraliza con una solución básica, por ejemplo una solución 1M de NaOH y se homogeniza con agua destilada fría, durante 2 min. Posteriormente, se adiciona 1% de NaCl y se homogeniza durante 5 min. Por último, la solución se calienta desde 30ºC hasta 90ºC. Una vez alcanzados los 90ºC, se enfría hasta 4ºC, obteniendo el gel de las proteínas miofibrilares.

De acuerdo al procedimiento descrito, a continuación se ilustran ejemplos del mismo, los cuales deben ser tomados únicamente como ilustrativos más no limitativos de la presente invención.

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Ejemplo Comparativo 1

Obtención de un extracto de proteínas miofibrilares y gelificación de los mismos a partir de músculo de atún

Para la obtención de los extractos de proteínas miofibrilares y la formación de los geles a partir de los mismos se utilizaron dos métodos distintos.

El primer método, que es conocido en el arte previo, se basa en una gelificación térmica mientras que el segundo procedimiento se realizó con base a los principios de la presente invención, donde se realiza una precipitación isoeléctrica de las proteínas.

Procedimiento 1 (Arte Previo)

Las proteínas miofibrilares fueron preparadas según Eisele y Brekke (1991). Se homogenizaron 100 g de músculo de pescado, en una trituradora de cocina (Royal Blender Turbo 10-Speed), con 400 mL de una solución tampón (0,05M NaCl, 0,05M potasio-fosfato, 5 mM EDTA, pH 7.0) a la máxima velocidad durante 2 min. La temperatura se mantuvo, aproximadamente, entre 2-4ºC. A continuación, se filtró la suspensión, para separar los tejidos conectivos acumulados. Después, se centrifugó la suspensión a 7000xg durante 30 min. El sobrenadante (proteínas sarcoplasmaticas) se descartó. El sedimento resultante se re-suspendió 2 veces en 400 mL de la solución anterior, cada una de ellas seguida por una centrifugación a 7000xg durante 30 min. Los lípidos acumulados en cada centrifugación fueron descartados. La concentración de proteínas miofibrilares del sedimento final se determinó utilizando el método de determinación de nitrógeno Kjeldahl (AOAC, 1990). Por ejemplo:

(\text{Concentración de proteína en el pellet}\ x\ \text{Peso del pellet})/(\text{Peso total del músculo}).

Gelificación

La concentración de proteínas miofibrilares se ajustó a una concentración apropiada para la formación del gel, que se encuentra en un intervalo entre 6-10%, utilizando una solución tampón (Biftalato-sosa 0,4M, pH 6,0), conteniendo un 2% de NaCl. A continuación se calentó de 30ºC hasta 70ºC. Por último se enfrío a 4ºC.

Procedimiento 2 de acuerdo con la presente invención

Se homogenizaron 100 g de atún con una solución de 0,16 M de NaCl. La proporción de músculo:solvente fue 1:5, a continuación, se filtró la solución (colador, 500 \mum) con la finalidad de refinar la solución de proteínas miofibrilares.

El pH de la solución fue modificado desde 4,5 hasta 5 con una solución de 0,55M de HCl. Se esperaron 30 min, permitiendo el alcance de la precipitación de las proteínas miofibrilares. A continuación, se centrifugó la muestra a 2500xg, 2ºC, durante 5 min. Los lípidos acumulados en la centrifugación se descartaron. La concentración de proteínas miofibrilares del sedimento final se determinó utilizando el método de determinación de nitrógeno Kjeldahl (AOAC, 1990). Por ejemplo:

(\text{Concentración de proteína en el pellet}\ x \text{Peso del pellet})/(\text{Peso total del músculo}).

Gelificación

La concentración de proteínas miofibrilares se ajustó a una concentración suficiente para la formación del gel, que se encuentra en un intervalo entre 6-10% de proteínas. A continuación, se neutralizó con 1M NaOH y se homogenizó con agua destilada fría, durante 2 min. Posteriormente, se adicionó 1% de NaCl y se homogenizó durante 5 min. Por último, se calentó de 30ºC hasta 90ºC. Una vez alcanzados los 90ºC, se dejó enfriar hasta 4ºC.

Aplicación de los procedimientos 1 y 2 en pescado fresco y pescado tratado con salmuera Procedimiento del arte previo

En primer lugar, se llevaron a cabo experimentos con atún rojo congelado que había sido tratado con salmuera tras su captura.

La concentración de proteínas miofibrilares del sedimento final se determinó según el método Kjeldahl y se ajustó a una concentración apropiada para la formación del gel, entre un 6-10%. Después de varios intentos, se comprobó que la aplicación de este método, no resultó satisfactoria. Calentando la solución de 30ºC hasta los 70ºC y después de enfriar, en vez de una gelificación de las proteínas miofibrilares se verifica un precipitado de la misma, imposibilitando la formación del gel. Una explicación posible para este problema, puede ser el hecho de que el atún, después de capturado, se somete a un tratamiento en salmuera, para ser conservado en altamar. Este método de conserva puede provocar la deshidratación de las proteínas, favoreciendo las asociaciones intermoleculares evitando su posterior solubilización que facilite la formación del gel.

Procedimiento de la presente invención

Como se dijo anteriormente, después de varios intentos fallidos con el músculo rojo de atún con un tratamiento previo en salmuera, se aplicó el procedimiento de la presente invención, tanto en pescado fresco así como pescado tratado con salmuera para verificar la eficacia del mismo y los resultados fueron bastantes positivos. Es decir, en las mismas condiciones, se notó que este procedimiento sí es eficaz, pudiendo observarse la correcta formación de los geles, como se demuestra en las figuras 1 a 4 para salmón fresco (Fig. 1.), atún congelado (Fig. 2), y atún fresco (Figs. 3 y 4).

Procedimiento de la presente invención en pescado tratado con salmuera tras su captura

Una vez que para el pescado tratado previamente en salmuera resultó bastante difícil la gelificación conforme a las técnicas del arte previo, se aplicó el procedimiento de la presente invención en este tipo de pescado tratado con salmuera. Para ello se realzó como primera etapa la solubilización de las proteínas miofibrilares. Para ello se preparó una pasta de pescado, parcialmente refinada, que después fue solubilizada con una solución acuosa de NaCl. Con una relación de músculo:solución de 1:5, las solución teniendo molaridad mínima de NaCl de 0,16, una vez que el 70%, o más, de la proteína del músculo se solubiliza, considerando que, la máxima actividad proteásica es máxima entre 0,3-0,5M y las soluciones no pueden contener mas que 0,5M, se decidió, entonces, usar una solución con 0,16 M NaCl para minimizar la actividad proteásica.

Por otro lado, es importante evitar la formación de espuma, durante la homogenización, una vez que esta interfiere en las fases de centrifugación. A continuación, se precipitó la proteína hasta su punto isoeléctrico, adicionando volúmenes de HCl 0,55M, alcanzando un pH de entre 4,5 a 5, suficiente para precipitar 90% de la proteína.

Para la gelificación, la concentración de proteínas miofibrilares se ajustó hasta una concentración apropiada para la formación del gel, entre un 8-10%, y se neutralizó con 1M de NaOH. Por último se adicionó 1% de NaCl y se calentó hasta 90ºC para después dejar enfriar hasta 4ºC.

En las figuras 5 a 7 se puede observar los resultados positivos y exitosos en la formación de los geles a partir del músculo rojo y blanco de atún que habían sido tratados previamente en salmuera.

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Ejemplos comparativos 2-4

A continuación se muestran los resultados de algunos ejemplos comparativos realizados con el procedimiento del arte previo y con el que se describe en la presente invención.

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Ejemplo 2)

Atún fresco utilizando método del arte previo

Peso de Músculo inicial = 100 g

Peso de extracto miofibrilar final = 70 g

Concentración de proteína miofibrilar en el extracto: 0,319 g/g Ext.

Concentración de proteína miofibrilar en el músculo: 0,222 g/g musculo.

70 g Ext/100 g músculo= 22% de la Proteína miofibrilar del músculo.

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Ejemplo 3)

Salmón fresco

Peso de músculo inicial = 100 g

Peso de extracto miofibrilar final = 82 g

Concentración de proteína miofibrilar en el extracto: 0,195 g/g Ext.

Concentración de proteína miofibrilar en el músculo: 0,160 g/g Músculo.

82 g Ext/100 g músculo= 16% de la Proteína miofibrilar del músculo.

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Ejemplo 4)

Recuperación de proteínas de pescado tratado previamente con salmuera utilizando el procedimiento de la presente invención

Peso de músculo inicial = 100 g

Peso de extracto miofibrilar final = 97 g

Concentración de proteína miofibrilar en el extracto: 0,156 g pr/g Ext.

Concentración de proteína miofibrilar en el músculo: 0,151 g pr/g Músc.

97 g Ext/100 g músc= 15,1% de la Proteína miofibrilar del músculo.

A partir de los resultados se observa que, en la formación de los geles a partir de las proteínas miofibrilares del músculo, se verificó que los procedimientos convencionales de extracción de proteínas no son adecuados para obtener una fracción con propiedades funcionales gelificantes a partir de músculo de pescados tratados con salmuera.

Mediante el procedimiento de la presente invención (precipitación isoeléctrica) se logran extractos de proteína de atún fresco, congelado o tratado con salmuera con propiedades gelificantes.

A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención.

Claims (11)

1. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, el procedimiento estado caracterizado porque comprende:

a)

solubilizar las proteínas miofibrilares de los restos de pescado para obtener una solución homogénea;

b)

filtrar la solución homogénea obteniendo una solución filtrada;

c)

llevar las proteínas miofibrilares presentes en la solución filtrada hasta su punto de precipitación isoeléctrica;

d)

separar las proteínas miofibrilares precipitadas obteniendo un extracto gelificable de las mismas.

2. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según la reivindicación 1, caracterizado porque la solubilización de las proteínas miofibrilares se realiza con una salmuera.

3. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según la reivindicación 2, caracterizado porque, para la solubilización, se utiliza una relación en peso mínima de restos:salmuera de 1:5.

4. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la salmuera tiene una molaridad mínima de NaCl de 0,16.

5. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la etapa de filtración b) se realiza con una colador con un tamaño mínimo de 500 \mum.

6. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la precipitación de la etapa c) se realiza llevando la solución hasta un pH de 4,5 a 5.

7. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según la reivindicación 6, caracterizado porque para la precipitación se adiciona una solución de HCl para llevar la solución hasta el pH requerido.

8. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la separación de las proteínas de la etapa d) se realiza centrifugando las proteínas precipitadas, descartando la fracción sobrenadante.

9. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los restos de pescado son frescos o congelados.

10. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los restos de pescados fueron tratados previamente con salmuera.

11. Un procedimiento para la obtención de un extracto miofibrilar gelificable a partir de restos de pescado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque los restos de pescado provienen de especies túnidas.