Subproductos de la cadena productiva del camarón como materia prima para la obtención de proteínas con potencial uso alimentario.

La producción mundial de camarón ha presentado un incremento sostenido en los últimos años, llegando a los 10 millones de toneladas métricas (MMT) para el año 2023 [1]. Entre un 35% y un 65% de este producto está constituido por partes no consumibles (cabeza, exoesqueleto abdominal y cola), lo que resulta en la generación de entre 3.5 y 6.5 MMT anuales de subproductos, que comúnmente son manejados como desechos en la industria del procesamiento del camarón [2]. La disposición como residuo de estos subproductos no sólo deriva en impactos ambientales adversos, sino que además representa la pérdida de un material con alto potencial para la obtención de compuestos bioactivos y de proteínas con un alto valor nutricional [3].

Recientemente, se han venido desarrollando diferentes metodologías para la extracción de proteínas a partir de los subproductos de la industria camaronera [4]. Entre estos, el proceso de solubilización/precipitación isoeléctrica asistido por ultrasonido presenta ventajas técnicas, económicas y ambientales interesantes, incluyendo tiempos de procesamiento cortos y bajo consumo de reactivos [5]. Sin embargo, en los estudios que se encuentran en la literatura sobre la implementación de este proceso es reducido el análisis de las propiedades físicas y químicas de los extractos sólidos de proteína, siendo esto de gran interés para el diseño de los procesos de aislamiento y para comprender cómo las proteínas, como ingredientes, pueden afectar las propiedades de un producto alimenticio.

Así, el presente trabajo propone el estudio de las propiedades físicas y químicas de extractos sólidos de proteína, obtenidos a partir de la harina de subproductos del camarón mediante solubilización/precipitación isoeléctrica asistida por ultrasonido. En una primera etapa, se buscó diseñar el proceso de extracción. Para esto, se evaluó la eficiencia de solubilización de las proteínas en medio acuosos a diferentes pHs (7, 10 y 12), por espectroscopía UV-Vis empleando el método Biuret. Luego, para lograr la agregación y precipitación de las proteínas, cada extracto se ajustó a pH 4 y, mediante centrifugación, se obtuvo una fracción precipitada y otra soluble. Estas últimas dos fracciones se secaron en un horno de convección forzada para su posterior pesaje y caracterización química y física, mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (ATR-FTIR) y análisis termogravimétrico (TGA), respectivamente. A partir de los resultados obtenidos, respecto a las eficiencias de solubilización y a las propiedades de los extractos secos, se procedió en una segunda etapa a la implementación de extracciones sucesivas que permitieran incrementar la eficiencia del proceso. En este caso, se evaluó la aplicación de 4 ciclos de extracción utilizando la condición de solubilización seleccionada en la primera etapa. La fracción precipitada fue suspendida en agua y neutralizada para su posterior secado. En esta última etapa se evaluó la deshidratación por convección forzada y por liofilización, con miras a la obtención de un material particulado que pueda incorporarse fácilmente en una formulación alimenticia. Los materiales secos fueron también caracterizados mediante ATR-FTIR y TGA.
De acuerdo con los resultados encontrados en la etapa de diseño del proceso, el máximo rendimiento de solubilización de proteína se obtuvo a pH 12, llegando a ser de un 8.57 % respecto a la masa seca de la muestra inicial. Adicionalmente, los hallazgos de la caracterización realizada a los extractos sólidos de proteína demostraron que la solubilización a pH alcalino resultó en fracciones con una proporción significativa de proteínas y un contenido reducido de lípidos y minerales, lo que determinó la elección de esta condición para la implementación de extracciones sucesivas. En esta segunda etapa, se logró incrementar la eficiencia de solubilización hasta llegar a un 16.34 % respecto a la masa seca de la muestra inicial. Finalmente, la caracterización de los materiales proteicos obtenidos mediante diferentes técnicas de secado permitió evidenciar diferencias en su conformación estructural, lo que podría determinar las propiedades de estos materiales como ingredientes alimenticios.