Optimización del proceso de acidólisis enzimática en dióxido de carbono supercrítico de aceite de canola (Brassica napus L.) con concentrado de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga

Abstract

Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL) omega-3 (n-3) han obtenido una creciente atención debido a su papel beneficioso en la nutrición y salud humana. Los triacilglicéridos estructurados (TAGs) son aquellos que han modificado su composición y/o distribución posicional de los ácidos grasos en la molécula de glicerol, mediante métodos químicos y/o enzimáticos, obteniendo de este modo una mejora de sus propiedades funcionales y/o nutricionales. En este sentido, la transesterificación enzimática proporciona varias ventajas, como el uso de temperaturas relativamente bajas y una mayor selectividad del catalizador. En los últimos años, la tecnología de fluidos supercríticos, ha demostrado proporcionar una posibilidad ventajosa en el proceso de catálisis enzimática debido a su alta versatilidad e inocuidad. El objetivo del presente estudio fue optimizar las variables del proceso de acidólisis enzimática de aceite de canola (Brassica napus L.) con concentrado AGPICL para obtener triacilglicéridos estructurados con una baja relación de ácidos grasos n-6/n-3. Para ello, se empleó lipasa B inespecífica de Candida antarctica inmovilizada en condiciones CO2 supercrítico. El aceite crudo de salmón obtenido a partir de los subproductos industriales se utilizó para obtener concentrados de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL). Como primer paso, se caracterizó mediante análisis físico-químicos el aceite de canola y por cromatografía de gas líquido para obtener sus perfiles de ácidos grasos. Luego se obtuvo un concentrado AGPICL a partir de aceite crudo de salmón mediante hidrólisis básica y posterior complejación con urea. Posteriormente se optimizaron las variables del proceso de acidólisis enzimática mediante un diseño compuesto central rotacional 25-1 más estrella, de 5 factores con 30 ensayos experimentales, basado en la Metodología de Superficie Respuesta. Las condiciones óptimas que minimizaron la relación AG n-6/n-3 a un valor de 1,16 para los TAGs purificados correspondieron a un relación AGPICL/Canola de 70,6%, temperatura de 57,0 ºC, presión de 178,0 bar, tiempo de 19,6 h y concentración de enzima de 8,0%

Long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) have attracted an increasing attention due to their beneficial role on human health and nutrition. Structured triacylglycerols (TAGs) are molecules that have modified their composition and/or spatial distribution of fatty acids in the glycerol structure through chemical and/or enzymatic methods, thus obtaining an enhancement of their functional and nutritional properties. In this sense, enzymatic transesterification provides several advantages such as the employment of low temperatures and greater catalyst selectivity. In recent years, supercritical fluids technology has shown to provide an advantageous possibility in the enzymatic catalyzation process due to its versatility and safety. The objective of the present study was to optimize the process variables of enzymatic acidolysis of PUFA-enriched canola (Brassica napus L.) oil to obtain structured TAGs with a low n-6/n-3 fatty acids ratio. In order to achieve this objective, unspecific lipase B from immobilized Candida Antarctica was employed under supercritical-CO2 conditions. Salmon oil obtained from industrial by-products was utilized to obtain the starting PUFA source. As a first step, oils from canola and salmon were analysed by physico-chemical quality parameters (lipid hydrolysis degree and content on primary and secondary lipid oxidation compounds) and by gas-liquid chromatography to obtain their fatty acids profiles. A PUFA concentrate was obtained from salmon oil by basic hydrolysis and further urea complexation. Then, the process variables of enzymatic acidolysis were optimized by means of a composite-central design of 25-1 + star, with five factors and 30 experimental runs, based on the response-surface methodology (RSM). Optimal conditions that minimized the relationship AG n- 6/n-3 to a 1.16 score for the purified TAGs corresponded to a LCPUFA/canola ratio of 70.6%, temperature of 57.0 ° C, pressure of 178.0 bar, time of 19.6 h and enzyme concentration of 8.0%