Valorisation of agri-food industry by-products to obtain protein hydrolysates through environmentally friendly and scalable processes
Year: 2024
Type: dissertation
Abstract: Davant la situació actual i futura del món, on per una banda es produeix un creixent augment de la població i un canvi progressiu en les dietes, mentre que, per l'altra banda, s'està cercant una economia més sostenible basada en la circularitat, sorgeix la necessitat de plantejar alternatives a la producció d'aliments convencionals. Aquestes alternatives busquen tecnologies escalables que permetin la producció de nous ingredients a partir de subproductes de la indústria alimentària. Aquestes tecnologies són en base biotecnològica i en la present tesis doctoral s’han investigat la hidròlisis enzimàtica i la fermentació en fase sòlida. En aquest treball, s’ha utilitzat subproductes de 4 fonts diferents, que provenen de l’extracció d’olis de llavors oleaginoses i de la industria de la malta cervesera. S’ha proposat l’ús de la filtració al buit com a sistema de separació sòlid/líquid en procediment de producció d’hidrolitzats proteics, aplicant-lo directament sobre el subproducte sense aïllament previ de la proteïna i amb resultats favorables en rendiments de producció. El principal resultat del tractament amb els enzims ha estat l’augment del rendiment de producció i del contingut de proteïna respecte a mostres control sense enzim, així com la reducció del pes molecular d’aquesta fracció proteica. També s’ha pogut comprovar que el pH no va tenir cap efecte en la producció dels hidrolitzats. Els hidrolitzats proteics de les arrels de malta i dels tortons de colza i gira-sol, van tenir resultats favorables en l’activitat inhibidora de l’enzim convertidor de l’angiotensina, mentre que els hidrolitzats d’arrels de malta i tortó de camelina, van obtenir millores en les propietats emulsionants. Dos hidrolitzats proteics del tortó de camelina han mostrat ser un agent emulsionant en una formulació d’emulsió, amb resultats favorables en comparació amb la lecitina de soja. S'ha utilitzat també una tècnica de fermentació en fase sòlida, avaluant els factors de fermentació en una configuració de bioreactor multi-safates, on s'ha observat una estratificació dels factors entre les safates, afectant els productes fermentats dels tortons de colza i de gira-sol. Posteriorment, es va avaluar l’efecte del fong Rhizopus oryzae en els subproductes de les arrels de malta i dels tortons de colza i gira-sol. La fracció proteica es va veure concentrada en els casos del tortó de colza i l’arrel de malta, i hidrolitzada per enzims proteasa del fong, millorant les propietats emulsionants del producte fermentat. Malgrat la reducció d’antinutrients mitjançant una disminució de polifenols, no es va veure traduït en una millora de la digestibilitat proteica in vitro. Finalment, els dos processos investigats a escala laboratori s’han escalat a una escala semi-pilot, obtenint resultats similars. S’ha proposat una combinació dels dos processos en la valorització del tortó de colza. S'ha dut a terme la fermentació en fase sòlida del residu sòlid resultant de la hidròlisi enzimàtica, tancant el cercle de valorització i obtenint un producte fermentat amb una millora de l'activitat emulsionant. També s'ha realitzat la hidròlisi enzimàtica del producte fermentat del tortó de colza, amb el resultat d'un hidrolitzat proteic que presenta una fracció proteica més fragmentada que en el procediment simple. El present treball engloba l’avaluació de les condicions òptimes, l’escalat i la combinació de processos tecnològics, els quals són sostenibles per la producció de nous ingredients a partir de subproductes de la indústria alimentària.
Author: Sentís-Moré, Pau
Language: Catalan
Subfield: Food Science
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7025122333