Aprovechamiento integral del alga Phorphyra columbina. Procesos de extracción de ficocomponentes (proteínas y polisacáridos). Estudio de sus propiedades bio y tecno-funcionales

Abstract

El objetivo general de la presente tesis fue obtener extractos de fico-componentes (proteínas y polisacáridos) a partir del alga P. columbina y evaluar sus propiedades bio y tecno-funcionales. En primer lugar, se definieron las condiciones de extracción que permitieron obtener las siguientes fracciones a partir de P. columbina: fracción proteica (FP) y fracción de ficocoloides (FF). Tanto FP como el residuo insoluble obtenido tras el proceso de extracción (R), fueron hidrolizados enzimáticamente, obteniéndose HFP y HR respectivamente. Las propiedades tecno-funcionales (propiedades filmogénicas) se evaluaron sobre FP y FF. Las propiedades bio-funcionales (antioxidantes, antihipertensivas e inmunomoduladoras), se evaluaron sobre los hidrolizados: HFP y HR. Por último, se elaboró un alimento con el agregado de P. columbina y se estudió la bio-accesibilidad de compuestos activos. En relación a las propiedades tecno-funcionales, el agregado de FP a las películas ejerció un efecto plastificante en la matriz de FF, manifestándose en el contenido de humedad, la solubilidad en agua y las propiedades mecánicas de las películas resultantes, pero no en su PVA. Respecto a las propiedades bio-funcionales, la capacidad antioxidante, anti-inflamatoria y antihipertensiva de HFP fue significativamente superior a la de FP debido a la generación de di-péptidos bioactivos. HR manifestó muy buenas propiedades antioxidantes, mitogénicas y antihipertensivas, atribuibles a tetra-péptidos y compuestos fenólicos liberados durante la proteólisis. Respecto al alimento desarrollado, la capacidad antioxidante y antihipertensiva del dializado maíz+alga fue superior a la del maíz solo, indicando que los compuestos fenólicos y péptidos aportados por P. columbina, serían potencialmente bio-accesibles.

The general aim of this thesis was to obtain extracts of phyco-components (proteins and polysaccharides) from P. columbina and to evaluate their bio- and techno-functional properties. Composition and nutritional properties of P. columbina were studied. Extraction conditions allowing obtaining different fractions of the seaweed were defined. Obtained fractions were: FP (phycobiliprotein), HFP (hydrolyzed phycobiliproteins), FF (phycocolloid); R (residue); HR (hydrolyzed residue). Techno-functional properties evaluation was performed by measuring hydration, rheological and film forming properties. Bio-functional properties evaluation was performed on HFP and HR. Antioxidant, antihypertensive, and immunomodulatory properties were studied. Finally, a food was prepared with the addition of the seaweed and its physicochemical and nutritional properties, and bio-active compounds accessibility was studied. Regarding techno-functional properties, the addition of FP to film formulations exerted a plasticizing effect on FF matrix, which was manifested in moisture content, water solubility and mechanical properties of the resulting films. Regarding bio-functional properties, the antioxidant and antihypertensive activity of the hydrolyzates were significantly higher than that of FP. FP and HFP exhibited an in vitro anti-inflammatory effect mediated by IL10-secretion. HR showed very good antioxidant and ACE-inhibitory properties, attributable to bioactive peptides and phenolic compounds released during hydrolysis. The hydrolysis process gives tetra-peptides with interesting mitogenic properties. Regarding functional food with the addition of seaweed, antioxidant capacity and ACE-inhibitory effect persisted after in vitro gastrointestinal digestion and was higher for the dialysate with seaweed than maize alone due to phenolic compounds and bioactive peptides generated by hydrolysis from the seaweed, which would be potentially bio-accessible.