¿Cómo extraer colágeno marino a partir de residuos pesqueros?

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Conacyt
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Interesados en el aprovechamiento integral de los recursos pesqueros de la región, investigadores del Instituto Tecnológico Superior de Tierra Blanca (ITSTB) —que pertenece al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)— trabajan en la caracterización del colágeno extraído de peces, con el propósito de determinar las propiedades funcionales presentes en estos extractos.

Se trata del proyecto Propiedades funcionales de extractos proteicos del tipo colagenoso, extraídos de residuos de la industria pesquera, realizado por Abel Arce Ortiz, estudiante de la maestría en ciencias en alimentos y biotecnología del ITSTB, bajo la dirección de la doctora Tannia Alexandra Quiñones Muñoz, catedrática del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) e investigadora del ITSTB.

La propuesta de los especialistas consiste en utilizar los residuos generados por la industria pesquera para la extracción de colágeno, estudiar sus propiedades funcionales y caracterización, es decir, canalizar sus propiedades para el beneficio de otros productos, ejemplo de ello son los microencapsulados para proteger compuestos activos.

“Los residuos objeto para la extracción de colágeno incluyen todos aquellos como pieles, vísceras y agallas, que por su naturaleza tienen altos contenidos de proteínas fibrosas”

La importancia del colágeno

La doctora Tannia Quiñones, especialista en ingeniería bioquímica, explicó que el colágeno es una proteína importante para la formación de tejidos, es el componente más abundante en la piel y huesos.

“El colágeno es la proteína fibrosa mayoritaria de la piel, tendones, ligamentos, cartílagos y huesos de organismos multicelulares. Este componente posee funciones estructurales y de soporte, lo que permite ser utilizado para desarrollar nuevas formas estructurales de interés tecnológico, nutricional y biomédico”.

Esta proteína presenta distintas propiedades funcionales, que se dividen en dos grupos: propiedades asociadas con su comportamiento gelificador y propiedades relacionadas con su comportamiento de superficie. Ambos grupos de propiedades otorgan características tales como adhesión, cohesión y formación de gel, asimismo, muestra actividad antioxidante, antimicrobiana e inmunomoduladora.

Aprovechamiento de residuos de la industria pesquera

Desarrollar procesos que beneficien al sector productivo de la región figura entre las principales motivaciones de los especialistas en ciencias en alimentos y biotecnología del ITSTB, además del desarrollo de tecnologías que favorezcan al medio ambiente. Con base en este cometido, los investigadores optaron por utilizar residuos de la industria pesquera para la extracción del colágeno.

“Los residuos objeto para la extracción de colágeno incluyen todos aquellos como pieles, vísceras y agallas, que por su naturaleza tienen altos contenidos de proteínas fibrosas”, indicó la doctora Tannia Quiñones.

La especie seleccionada para la colecta de residuos para la extracción de colágeno es la Oreochromis sp., mejor conocida como tilapia. Para la extracción de los componentes proteínicos, principalmente se apoyan en la hidrólisis enzimática, procedimiento que consiste en someter la muestra a la presencia de enzimas denominadas hidrolasas, que producen la ruptura de enlaces por agua.

“El proceso se apoya en métodos de precipitación de proteínas, basados en la disminución de solubilidad, desnaturalización selectiva y precipitación por afinidad”.

La especie seleccionada para la colecta de residuos para la extracción de colágeno es la Oreochromis sp., mejor conocida como tilapia

Otra opción para la extracción consiste en someter las muestras a condiciones salinas o de acidez. Sobre este tema, Abel Arce agregó que la investigación se encuentra en la fase de extracción de colágeno de residuos de tilapias, bajo estos tres tratamientos: colágeno extraído con sal, colágeno extraído con ácido y colágeno hidrolizado con pepsina.

De acuerdo con la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), a través de la Carta Nacional Acuícola, el estado de Veracruz figura entre las principales entidades en producción de tilapia, con un aproximado de 880 toneladas anuales.

Propiedades funcionales del colágeno marino

La doctora Tannia Quiñones Muñoz, directora del proyecto de investigación, es experta en nutracéuticos y alimentos funcionales, y parte de Cátedras Conacyt, el cual es un programa orientado a dotar a las instituciones con científicos y tecnólogos de alta especialización.

El trabajo de extracción de colágeno, procedente de residuos pesqueros, responde a la misiva de los investigadores por dotar de un valor agregado los residuos agroindustriales, y pertenece al proyecto 694 de Cátedras Conacyt, denominado "Proceso integral para aprovechar residuos agroindustriales, orientado a fortalecer la maestría en ciencias de los alimentos y biotecnología del ITSTB".

“El enfoque del trabajo es desde dos puntos de vista: de aprovechamiento de residuos agroindustriales y el de recuperación de compuestos activos. Tengo más experiencia en extracción y caracterización de compuestos activos, como lo es el colágeno, empleando diversas fuentes de ellos”, detalló Tannia Quiñones.

Añadió que el colágeno ha mostrado diversas bioactividades, como actividad antioxidante, antimicrobiana, agente antihipertensivo, capacidad de unión a minerales, efecto reductor de lípidos, actividad inmunomoduladora y efectos benéficos en la salud de piel, huesos y articulaciones.

“El enfoque del trabajo es desde dos puntos de vista: de aprovechamiento de residuos agroindustriales y el de recuperación de compuestos activos"

“La intención es extraerlo y presentarlo en una forma estable y activa, para la adición a alimentos o para su ingesta directa. Para asegurar que una vez consumido mantenga sus propiedades, son necesarios estudios de efecto de técnicas de extracción, de efecto del sistema digestivo in vitro (simulado), de biodisponibilidad, entre otros”, comentó la investigadora.

Respecto a este tema, Abel Arce indicó que la propiedad gelificadora presente en el colágeno puede utilizarse como agente ligante en cárnicos y embutidos con el objetivo de que el producto obtenga mayor compactación. De igual forma, la propiedad relacionada con el comportamiento de su superficie puede emplearse en la elaboración de postres, helados, malvaviscos y otros productos que necesiten la formación de espumas para su finalizado.

En cuanto a las propiedades bioactivas del colágeno, precisó que presenta inhibidores de la oxidación de lípidos, eliminadores de los radicales libres, secuestradores de algunos iones metálicos, inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina (IECA), la cual provoca la hipertensión alta en el ser humano.

Los especialistas añadieron que desean determinar la capacidad emulsificante y viscosa del colágeno, así como realizar análisis para cuantificar la capacidad antioxidante; entre las pruebas mencionaron la de DPPH, ABTS, TAC y polifenoles totales.

Con esta investigación, los especialistas desean incentivar el uso integral de las materias primas de la región, en primera instancia, con el análisis de los residuos y, posteriormente, con propuestas factibles para su aplicación.

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