Las enzimas pueden contribuir al desarrollo de nutrientes

ESTE ARTÍCULO/COMUNICADO DE PRENSA ESTÁ PAGADO Y PRESENTADO POR Nofima El Instituto Noruego de Investigación en Alimentos, Pesca y Acuicultura - leer más

Nortura Hærland, en el sureste de Noruega, procesa hasta 100 000 pollos todos los días. Esto da como resultado muchos paquetes de filetes de pechuga, muslos, carne picada, muslos y pechugas, y sobra mucho.

Queda bastante carne en la canal. Esto se denomina resto de materia prima o biomasa residual y se utiliza principalmente para la alimentación animal.

Los expertos de Bioco, Nofima, Norilia, Nortura y SINTEF están colaborando para utilizar mejor estos restos de materias primas. El objetivo es desarrollar ingredientes para el consumo humano porque esta materia prima contiene componentes nutritivos que pueden ser utilizados en diversos alimentos.

El desarrollo y la producción de los nuevos ingredientes se lleva a cabo justo al lado del matadero de pollos de Nortura en Hærland. Esta empresa se llama Bioco. Es la única instalación de Noruega que convierte materias primas de pollo y pavo en ingredientes de alta calidad.

Dos conductos paralelos que parten justo debajo del techo del matadero a través de la carretera a Bioco transportan esta materia prima.

La composición del resto de materias primas puede variar. Hay una diferencia en los nutrientes entre las materias primas restantes del pavo y las materias primas restantes del pollo. Lo mismo es cierto para la piel en comparación con la carne que queda en la canal.

Para hacer productos de la misma calidad día tras día, es importante que las mezclas de materias primas tengan una calidad lo más consistente posible. Los productores deben ser conscientes de las diferencias y saber qué tipo de proceso se requiere para lograr una calidad constante.

Es por eso que los investigadores instalaron un sensor NIR justo detrás del molinillo que muele el resto de las materias primas hasta convertirlas en una picada. Entre otras cosas, el sensor mide el contenido de grasas, proteínas y huesos en la mezcla que fluye continuamente.

"De esta manera, podemos aprender más sobre cuánto varía realmente la materia prima y cómo la variación afecta el proceso y el producto final", dice la ingeniera senior Katinka Dankel de Nofima.

Junto con los becarios de investigación doctoral Bijay Kafle y Marco Cattaldo, ha pasado muchos días de trabajo en Bioco haciendo un seguimiento de las mediciones NIR y recopilando más datos del proceso y el producto.

La espectroscopia NIR (infrarrojo cercano) es una técnica en la que la luz se transmite a través de una muestra de alimentos para medir la cantidad de luz absorbida en diferentes longitudes de onda. Este método de medición puede evaluar rápidamente varias propiedades de los alimentos, como grasas, agua, proteínas, carbohidratos y pigmentos.

La materia prima molida se mezcla con agua y enzimas, y luego se lleva a cabo el llamado proceso de hidrólisis.

Esto es una imitación de lo que sucede en el sistema digestivo del cuerpo, donde las enzimas descomponen las moléculas de proteína más grandes en péptidos y aminoácidos más pequeños.

El cuerpo necesita péptidos para construir proteínas. Los péptidos consisten en cadenas de aminoácidos. Sirven como bloques de construcción en todas las células vivas y juegan un papel importante en el crecimiento y la reparación de tejidos dentro del cuerpo.

Después de aproximadamente una hora, el proceso finaliza y la mezcla se separa en tres fracciones diferentes: grasas, proteínas solubles en agua y un sedimento rico en minerales.

"Lo único de este proceso es que toda la materia prima se convierte en productos valiosos, no se desperdicia nada. En las pruebas actuales, nos estamos enfocando en la parte de la proteína", dice el científico principal de Nofima, Nils Kristian Afseth.

Las proteínas solubles en agua obtenidas del proceso se denominan hidrolizado. Es una sustancia que contiene principalmente péptidos y aminoácidos.

Para Bioco es importante que la mayor cantidad de proteína posible de la materia prima acabe en el hidrolizado. Esto produce altos rendimientos. Además, es importante que el hidrolizado tenga la composición nutricional correcta y tenga buen sabor. Los expertos ahora están probando diferentes enzimas para ver si y cómo afectan tanto la composición como el rendimiento.

"Los objetivos de los ensayos que estamos realizando ahora son analizar cómo los cambios tanto en la materia prima como en las enzimas afectan a los hidrolizados", dice la científica sénior y analista de datos de Nofima, Ingrid Måge.

Ella es responsable de recopilar y analizar todos los datos de las pruebas. Marco Cattaldo también forma parte del equipo de análisis de datos. Es investigador de doctorado en DigiFoods y está investigando cómo se pueden usar las mediciones NIR para ajustar el proceso de modo que el rendimiento sea alto y el hidrolizado sea siempre de la calidad adecuada.

Hay una prueba importante que se llevará a cabo durante varias semanas. Cada semana, se prueba una nueva enzima, mientras que los operadores del proceso realizan cambios controlados en las materias primas y la adición de agua.

Para ver cómo el hidrolizado se ve afectado por estos cambios, se deben extraer muestras del proceso. Eso significa que alguien de Bioca o Nofima tiene que ponerse equipo de protección, abrir una escotilla en un tanque y llenar un pequeño tubo de plástico con líquido humeante.

Durante las semanas de prueba, esto se hace varias veces al día, durante todo el día. Durante algunos períodos puede ser tan frecuente como cada diez minutos.

Las muestras se llevan al laboratorio de Nofima, donde se analizan minuciosamente utilizando muchos métodos de medición diferentes para caracterizar tanto la composición proteica como otras propiedades.

Uno de los métodos de medición que ha demostrado ser muy adecuado para medir la calidad de las proteínas es la espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR). Al utilizar esta radiación infrarroja, los investigadores pueden identificar moléculas. La radiación crea vibraciones específicas en los enlaces químicos entre las moléculas.

El transporte de las muestras a un laboratorio externo es engorroso, por lo que los científicos de SINTEF y Nofima están trabajando para desarrollar un instrumento FTIR portátil que pueda usarse para medir directamente la calidad de la proteína en la fábrica.

Un instrumento como este hará posible que la industria controle la calidad del producto de forma rápida y sencilla, lo que no es posible en la actualidad. Este es uno de los objetivos de la tesis doctoral de Bijay Kafle.

Después del secado por aspersión, el hidrolizado se convierte en proteína en polvo. Lograr un sabor neutral ha sido un desafío.

Hay varios factores que afectan el sabor: las enzimas, el proceso y la composición de las materias primas. El polvo a veces puede tener un sabor amargo o quemado. El objetivo es que la proteína en polvo tenga un sabor neutro.

La proteína en polvo de todos los diferentes lotes se someterá a varias evaluaciones de sabor por parte de los jueces sensoriales profesionales de Nofima.

El personal de Bioco ha visitado el laboratorio sensorial de Nofima y ha recibido formación en evaluación del sabor.

Ahora están realizando una serie de sus propias evaluaciones de la calidad de la proteína en polvo utilizando una escala de calificación del 1 al 9, donde 7 a 9 representa buena calidad.

Existen grandes diferencias entre cómo las diversas enzimas afectan el proceso de hidrólisis. En las pruebas que se están realizando actualmente, el proceso de hidrólisis se lleva a cabo en las mismas condiciones de proceso, independientemente de la enzima que se utilice.

Para los expertos tanto de Bioco como de Nofima, las pruebas brindan buenas oportunidades para obtener nuevos conocimientos.

"Aprendemos cómo funcionan las diferentes enzimas en términos de porcentaje de rendimiento, sabor y condiciones del proceso. El siguiente paso será analizar cuáles serán las condiciones óptimas del proceso para las enzimas con las que elegimos proceder. Por ejemplo, esto podría incluir extender la hidrólisis proceso", dice Jonathan Fjällman, gerente de operaciones de Bioco.

Este contenido es creado por el personal de comunicación de Nofima, que utiliza esta plataforma para comunicar la ciencia y compartir los resultados de la investigación con el público. Nofima es uno de los más de 80 propietarios de ScienceNorway.no. Leer más aquí.