Las enzimas personalizadas abren nuevas posibilidades para mejorar el olor de la proteína de pescado en polvo

22 de agosto de 2023

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por Andreas Graven, LOCOS

La biotecnología ofrece la oportunidad a los productores de productos del mar de explotar mejor sus subproductos. Mediante el uso de enzimas adaptadas, los biotecnólogos de NORCE han mejorado una proteína en polvo elaborada a partir de subproductos del pescado.

Las enzimas, en esencia, son catalizadores. Aumentan la velocidad de una reacción química, sin consumirse ellos mismos. Pueden ser increíblemente precisos y selectivos en las reacciones que catalizan. Sin embargo, muchas enzimas son bastante sensibles a la temperatura y pierden su actividad alrededor de los 40°C o más.

En un proyecto anterior a este nuevo estudio, llamado aMASE, los investigadores encontraron una enzima que podría eliminar una molécula que causa el olor a pescado. Llevando su investigación un paso más allá, el grupo publicó recientemente un artículo en la revista Applied and Environmental Microbiology que demuestra una variante de la enzima llamada mFMO_20, que se ha mejorado haciéndola más resistente al calor.

"Comenzamos con una enzima que es un catalizador eficiente, pero incapaz de tolerar altas temperaturas. Ahora tenemos una enzima que funciona mejor en condiciones de procesamiento. Esperamos que dicha enzima sea de interés para los productores de productos del mar que desean explotar sus subproductos. mejor aún, aumentar su rentabilidad", afirma el investigador Rasmus Ree.

El trabajo se ha realizado en el marco del proyecto de la UE OXIPRO. Ree es coautora del estudio, que se realizó en colaboración con investigadores del CSIC en Madrid. Los otros investigadores de NORCE involucrados en el nuevo estudio son Marianne Goris, Pål Puntervoll y la directora de investigación Gro Bjerga.

"Nuestra ambición es diseñar un proceso enzimático que los productores de productos del mar puedan utilizar para hacer que su negocio sea más rentable y mantener la mayor cantidad posible de biomasa con calidad alimentaria", dice Ree.

Cuando se sacrifica el pescado, normalmente se filetea y, mientras se vende el filete, el resto de la carcasa del pescado permanece en forma de cabeza, marco y tripas. Estos subproductos representan una gran fracción de la biomasa total. Gran parte de esta biomasa se encuentra en forma de proteínas con excelente valor nutricional, que podrían tener un mayor valor económico si fueran más aptas para la alimentación.

"La forma en que se manejan estos subproductos ahora es que se muelen y se tratan con un tipo especial de enzima, llamada proteasa. Una proteasa corta las proteínas del pescado en pedazos más pequeños. Este proceso se llama hidrólisis enzimática, y lo que queda es un hidrolizado. Una vez completada la hidrólisis, las proteínas se secan y lo que queda es una proteína en polvo", dice Ree.

"Esta proteína en polvo sabe y huele naturalmente a pescado, y por esa razón, no se usa mucho para la alimentación humana. En cambio, se usa para alimento para animales y mascotas. Si pudiéramos hacer una proteína en polvo con un sabor neutro, podríamos "Podría usarlo para cosas como batidos de proteínas para atletas o reemplazos de comidas para personas mayores u otras personas que tienen problemas para obtener suficiente nutrición de alta calidad. Esto es más económico y ambientalmente más sostenible que sacarlo de la cadena alimentaria para otros fines", dice Ree.

Por este motivo, el objetivo de este proyecto ha sido encontrar una enzima que no sólo elimine el olor a pescado, sino que también pueda trabajar en un proceso industrial que se lleve a cabo a una temperatura relativamente alta.

"Sabemos que un compuesto llamado trimetilamina (TMA) causa gran parte del olor a pescado. Por eso, la estrategia que hemos elegido es utilizar una enzima que convierte la TMA en N-óxido de trimetilamina (TMAO), ya que el TMAO no tiene olor. "El TMAO existe naturalmente en el pescado de todos modos. De hecho, el TMA ingresa al hidrolizado porque después de sacrificar el pescado, las bacterias convierten el TMAO natural en TMA".

En 2020, el grupo de investigación de Bjerga publicó un estudio que muestra que una enzima natural llamada monooxigenasa que contiene flavina (mFMO), aislada de una bacteria consumidora de metano, se puede utilizar para convertir TMA en TMAO en un hidrolizado de proteína de pescado.

"El proceso de hidrólisis ocurre a una temperatura bastante alta, 50°-60°, por razones de higiene. mFMO no es estable a una temperatura tan alta. Hicimos algunos cambios en la enzima mFMO, usando un algoritmo avanzado que toma la forma y las propiedades de la enzima en cuenta y sugiere modificaciones que podemos hacer para hacerla más resistente al calor", dice Ree.

En colaboración con investigadores del CSIC, los científicos de NORCE resolvieron la estructura de esta variante enzimática. La estructura molecular de una enzima puede decirnos mucho sobre su función y, en este caso, pudieron ver que la variante tenía algunos cambios pequeños pero importantes en su superficie, lo que podría explicar por qué podía soportar el aumento de temperaturas.

"Al final, pudimos demostrar que podemos utilizar la enzima mejorada en un hidrolizado elaborado a partir de proteína de salmón. Cuando aumentamos el calor hasta la temperatura de proceso, solo la nueva variante de enzima pudo funcionar. No solo eso, sino que ¡Funcionó mejor a una temperatura más alta que a una más baja! Esto nos dijo que la nueva variante de la enzima puede soportar las condiciones del proceso industrial. Ahora queremos probarla en otras materias primas, como el bacalao y el pescado pelágico, mientras continuamos optimizando la enzima. ", dice Ree.

Más información: Marianne Goris et al, Mayor termoestabilidad de una monooxigenasa diseñada que contiene flavina para remediar la trimetilamina en hidrolizados de proteínas de pescado, microbiología aplicada y ambiental (2023). DOI: 10.1128/aem.00390-23

Información de la revista:Microbiología Aplicada y Ambiental

Proporcionado por NORCE