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Responsable: Antonio Guerrero Conejo
Tipo de Proyecto/Ayuda: Proyectos de Excelencia de la Junta de Andalucía
Referencia: P10-TEP-6134
Fecha de Inicio: 06-07-2011
Fecha de Finalización: 30-04-2016

Empresa/Organismo financiador/es:

• Junta de Andalucía (Consejería de Innovación, Ciencia y Empresas)

Equipo:

• Investigadores:
  • Carlos Bengoechea Ruiz
  • Francisco Carrillo de la Fuente
  • Felipe Cordobés Carmona
  • Julia de la Fuente Feria
  • Alberto Romero García
  • Manuela Ruiz Domínguez
• Otros Investigadores:
  • José Manuel Aguilar García
  • Lidia Soledad Zárate Ramírez
• Personal Investigador en Formación:
  • Manuel Félix Ángel (alta: 19/01/2012)

Contratados:

• Investigadores:
  • Manuel Félix Ángel

Resumen del proyecto:

El objetivo general del proyecto de investigación es desarrollar los conocimientos científicos y tecnológicos necesarios que hagan posible la valorización de subproductos procedentes de residuos o excedentes de la industria transformadora de crustáceos en base a su elevado contenido proteico, a su excelente composición aminoacídica y a su funcionalidad.

Con el fin de explorar el potencial de la harina de cangrejo en la formación de emulsiones O/W y geles para aplicaciones alimentarias, se ha llevado a cabo recientemente la tesis de uno de los miembros del grupo solicitante (Romero 2009a). Entre las conclusiones generales de este estudio se ha constatado que las perspectivas de aplicación (alimentaria, farmacéutica, etc.) de este tipo de derivados son bastante halagüeñas, tanto para la formación de emulsiones estables (e incluso nanoemulsiones) como de matrices proteicas. Sin embargo, también se ha podido comprobar la existencia de limitaciones importantes en la funcionalidad de los derivados proteicos, relacionadas con la desnaturalización de las proteínas integrantes de la harina debido a las condiciones extremas empleadas durante el proceso de fabricación. Para ello, es importante evaluar dicha pérdida de funcionalidad comparando el potencial de aplicación de dos aislados proteicos: uno a partir de la harina procedente de la planta de Alfocan S.L., que permitirá definir las propiedades funcionales del subproducto tal y como se produce en la actualidad y otro a partir de la pulpa de cangrejo antes del secado en planta, que permitirá evaluar el potencial de mejora del subproducto. Una alternativa interesante de cara a las aplicaciones de los productos elaborados a partir de este tipo de materiales es el uso de hidrolizados, con distinto grado de hidrólisis. Todos estos sistemas proteicos serán producidos por la empresa PEVESA a escala de planta piloto. Por último, el grupo solicitante preparará un tercer aislado a partir de residuos de cangrejo.

Para la valorización de estos subproductos, se llevará a cabo la evaluación de sus propiedades funcionales estableciendo las condiciones óptimas que permitan su aplicación al desarrollo de productos que supongan un valor añadido significativo, tales como emulsiones (tipo salsas finas), geles (tipo surimi) y materiales plásticos biodegradables para formación de films o matrices con capacidad absorbente. Este último grupo presenta un interés adicional ya que puede plantearse como alternativa a la obtención de plásticos procedentes de polímeros sintéticos. El proyecto aplica una estrategia basada en la ingeniería del producto, partiendo de la caracterización básica de los sistemas proteína/agua y de las interfases aire/agua y aceite/agua. Se pasa progresivamente al estudio de sistemas más complejos tales como emulsiones, donde se hará énfasis en el estudio de la interrelación entre propiedades reológicas, microestructura y estabilidad en función de variables de composición y procesado, y geles en los que se concederá especial importancia al estudio del procesado, térmico o de alta presión, para obtener productos con una microestructura y textura adecuadas. También se evaluará una aplicación basada en la capacidad filmogénica de las proteínas de cangrejo, explorando distintas alternativas de procesado de mezclas proteína/plastificante para la obtención de materiales bioplásticos: un método de procesado fisicoquímico (casting) que implica la disolución del biopolímero, su mezcla con el plastificante y su posterior secado; y otro procedimiento termoplástico que implica una etapa de mezclado biopolímero/plastificante sin dilución previa en condiciones adiabáticas y su posterior procesado mediante dos técnicas de moldeo a temperatura elevada, por compresión o inyección. Es fundamental controlar la evolución del par de torsión durante el mezclado. En los tres casos mencionados, se atenderá a las características finales de estos materiales (viscoelásticas, termomecánicas, extensionales, permeabilidad al vapor de agua, capacidad de absorción de agua, microestructura, etc.)

Una modificación del proceso conducente a minimizar la desnaturalización proteica y la degradación de otros ingredientes lábiles, permitiría, además de un mejor aprovechamiento energético, un aumento considerable del potencial de aplicación de subproductos y excedentes del cangrejo en base a su contenido y calidad proteica. Dicha modificación, también contribuiría a la mejora en el rendimiento de obtención de otros ingredientes de alto valor funcional como la astaxantina o la vitamina E. Para ello se propone la sustitución de la etapa de secado en tambor rotatorio, que somete al producto a una temperatura elevada durante un tiempo de residencia prolongado, por una etapa de secado por atomización. En el proyecto se pretende llevar a cabo una optimización de las condiciones del proceso de atomización a escala de planta piloto en colaboración con PEVESA. Estos resultados permitirán establecer los criterios de cambio de escala necesarios para la producción comercial de un derivado proteico mejorado que pueda ser utilizado para obtención de emulsiones (tipo salsa fina), geles (tipo surimi) y materiales plásticos biodegradables.

El proyecto aborda etapas de investigación básica, aplicada y desarrollo de nuevos productos. También plantea la modificación del proceso de obtención de derivados proteicos de cangrejo para mejorar sus propiedades funcionales. La naturaleza multidisciplinar del mismo es avalada por el uso de diferentes técnicas, desde el análisis químico, métodos enzimáticos y estudio fundamental de las interfases hasta la caracterización de materiales (microestructura, reología, textura, propiedades termomecánicas, etc.), optimización de procesos y análisis económico. Se trata por tanto de un proyecto de investigación con un importante componente de aplicación. El desarrollo de nuevas aplicaciones para este subproducto debe traducirse además en una reducción significativa de costes medioambientales, así como en una mejora del proceso productivo de las empresas del sector, contribuyendo a potenciar su competitividad.