Transformación de proteínas lácteas en hidrolizados de alto valor tecnológico empleando enzimas de interés industrial inmovilizadas

Abstract

En un país con una industria láctea consolidada y una fuerte producción quesera, el aprovechamiento del subproducto llamado lactosuero representa una temática de relevancia desde una perspectiva ambiental. Este subproducto no solo es nutricionalmente valioso, sino que también ha demostrado poseer destacadas propiedades tecnofuncionales y biológicas, las cuales son de gran interés, tanto para mejorar la salud humana como para enriquecer la calidad y extender la vida útil de productos alimentarios. En este contexto, el estudio de biocatalizadores insolubilizados resulta fundamental para promover la producción eco-sostenible y a gran escala de estos compuestos. Durante el proceso de inmovilización de los biocatalizadores utilizados (Alcalase® y Flavourzyme®), se evaluaron diversas técnicas y concentraciones de agente activante y la influencia del tiempo de incubación sobre los rendimientos de inmovilización. La posterior caracterización de los biocatalizadores insolubilizados permitió comprender el comportamiento catalítico de ambas enzimas en sus formas inmovilizadas, compararlo con sus versiones libres y evaluar su potencial en aplicaciones industriales. Por último, los biocatalizadores inmovilizados sintetizados fueron empleados en la hidrólisis del subproducto industrial objetivo (concentrado de proteínas de suero lácteo) con el fin de evaluar su desempeño en condiciones de mayor escala y obtener hidrolizados con potencial aplicación en el desarrollo de ingredientes bioactivos. En conjunto, los resultados de este trabajo de Tesis contribuyen a la valorización del lactosuero y al desarrollo de ingredientes funcionales de interés para la industria alimenticia y/o nutracéutica.

In a country with a well-consolidated dairy industry and strong cheese production, the utilization of whey as an industrial byproduct represents a relevant issue from an environmental perspective. This byproduct is not only nutritionally valuable but has also demonstrated outstanding techno-functional and biological properties, which are of great interest both for improving human health and for enriching the quality and extending shelf life of food products. In this context, the study of insolubilized biocatalysts is fundamental to promoting the environmentally sustainable and large-scale production of these compounds. During the biocatalyst immobilization process (Alcalase® and Flavourzyme®), various techniques, activating agent concentrations, and the influence of incubation time on immobilization yields were evaluated. Subsequent characterization of the obtained immobilized biocatalysts enabled the understanding of the catalytic behavior of both enzymes in their immobilized forms, allowed comparison with their free counterparts, and supported the evaluation of their potential for industrial applications. Finally, the synthesized immobilized biocatalysts were used in the hydrolysis of the target industrial byproduct (whey protein concentrate) to assess their performance on a larger scale and obtain hydrolysates with potential application in the development of bioactive ingredients. Overall, the results of this doctoral thesis contribute to whey valorization and the development of functional ingredients of interest for food and nutraceutical industries.