Nuevas fuentes de aceites ricos en omega-3 para la producción de lípidos saludables mediante tecnologías limpias de extracción y modificación enzimática

Abstract

En esta memoria se presentan los resultados más relevantes obtenidos a lo largo del desarrollo de la presente Tesis doctoral, en la que se ha estudiado la producción de lípidos saludables a partir de nuevas fuentes de ácidos grasos omega-3 incluyendo semillas naturales, semillas modificadas por técnicas de ingeniería genética y microalgas. Los procesos desarrollados se caracterizaron por combinar técnicas avanzadas de extracción y disolventes medioambientalmente limpios como acetato de etilo, etanol, agua o sus mezclas. En conjunto, con la modificación enzimática de lípidos, se lograron extractos lipídicos enriquecidos en ácidos grasos omega-3 con propiedades beneficiosas para la salud. Así, se llevó a cabo el estudio de la extracción de aceite de semillas oleaginosas de chía, camelina o echium mediante la utilización de técnicas avanzadas de extracción: líquidos presurizados (PLE), extracción asistida por ultrasonidos (UAE) y extracción asistida por microondas (MAE). Además, se optimizó la influencia de los parámetros tiempo, temperatura y potencia en el rendimiento y composición del aceite extraído. Se obtuvieron rendimientos de extracción de aceite similares al método tradicional Soxhlet empleando PLE y disolventes verdes. UAE se caracterizó por lograr importantes rendimientos de aceite a baja temperatura (entre 30 y 55 °C) y, MAE en las condiciones óptimas alcanzó en solo 2 minutos el 60% del aceite que se obtiene en 8 horas con el método tradicional. El perfil de ácidos grasos de los aceites obtenidos no varió, independientemente del método y técnica de extracción empleado, con un contenido de α-linolénico (ALA) del 65% para el aceite de chía, 30% para el aceite de camelina y, el aceite de echium se caracterizó por un 35% de ALA y un 15% de ácido estearidónico (SDA), obteniendo una relación ω-6/ω-3 extraordinariamente baja en comparación con los aceites habituales de consumo. Al mismo tiempo que el aceite extraído con PLE y disolventes verdes a partir de semillas de camelina modificada genéticamente se caracterizó por un importante porcentaje en los ácidos grasos omega-3 eicosapentaenoico (EPA) y docosahexaenoico (DHA), 6 y 4,5%, respectivamente, que no están presentes en el aceite de camelina silvestre, ni en ninguna otra planta cultivada en la actualidad. Por otro lado, se estudió la aplicación de líquidos presurizados en la extracción y fraccionamiento simultáneo de acilgliceroles y glucolípidos enriquecidos en ácidos grasos omega-3 a partir de la pasta húmeda de la microalga Nannochloropsis gaditana. La combinación del pretratamiento enzimático de la muestra y la extracción con líquidos presurizados permitió obtener fracciones enriquecidas de hasta el 53% del omega-3 EPA. Asimismo, se llevó a cabo la producción de lípidos estructurados enriquecidos en ácidos grasos omega-3 a partir de los aceites obtenidos anteriormente y aplicando biocatalizadores inmovilizados producidos en el laboratorio y mejorados por técnicas fisicoquímicas, como la pegilación, para mejorar su actividad y estabilidad, lo que permitió desarrollar procesos viables, eficaces y selectivos. Por último, los extractos lipídicos se microencapsularon con altas eficiencias superiores al 60%, para posibles aplicaciones potenciales en el desarrollo de productos fortificados y nuevos alimentos con ácidos grasos omega-3 de gran interés para la industria alimentaria