Optimización del proceso de acidólisis enzimática (Candida antarctica) utilizando concentrado de EPA+DHA de belly proveniente de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) y tocoferoles de aceite de semilla de maqui (Aristotelia chilensis (Mol.) Stuntz) prensado en frío bajo condiciones de CO2 supercrítico

Abstract

Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga omega-3 (AGPICLn-3), como los ácidos eicosapentaenoico (EPA) y docosahexaenoico (DHA), son esenciales para la salud humana. Sin embargo, su disponibilidad se ve limitada por la baja tasa de conversión del ácido α-linolénico y por el contenido variable en las fuentes marinas, influenciado por cambios ambientales y la dieta proporcionada a las especies marinas involucradas. En este contexto, la concentración mediante complejación con urea y la estabilización con antioxidantes naturales se presentan como alternativas prometedoras para el aprovechamiento de los AGPICLn-3. Este estudio tuvo como objetivo sintetizar un nuevo lípido bioactivo rico en ácidos grasos EPA+DHA mediante el proceso de acidólisis enzimática, utilizando concentrado de EPA+DHA de belly proveniente de trucha arcoíris y tocoferoles de aceite de semilla de maqui bajo condiciones de CO2 supercrítico. La caracterización de los aceites y del lípido bioactivo se realizó mediante cromatografía gas-líquido (GLC), cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), cromatografía en capa fina (TLC), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis de calidad (índice de peróxidos, ácidos grasos libres, valor de p-anisidina, dienos y trienos conjugados, y valor TOTOX). El aceite de semilla de maqui mostró altos contenidos de ácido α-linolénico (10,63 g/100 g AGT), ácido oleico (25,62 g/100 g AGT) y ácido linoleico (53,55 g/100 g AGT), además de 𝛼-tocoferol (280,95 mg/kg) y β-tocotrienol (89,75 mg/kg). El concentrado de aceite de belly presentó 49,57 g de EPA+DHA/100 g AGT, 𝛼-tocoferol (103,85 mg/kg), δ-tocoferol (22,00 mg/kg) y γ-tocotrienol (20,79 mg/kg). El proceso de acidólisis enzimática, catalizado por Candida antarctica, se optimizó mediante un diseño experimental de superficie de respuesta 3² con 12 corridas experimentales y 3 puntos centrales, considerando como variables independientes la presión (100 - 300 bar) y temperatura (50 - 80 °C) supercrítico. Las variables de respuesta incluyeron las concentraciones de DHA, EPA+DHA, α-tocoferol, β-tocoferol y γ-tocotrienol. Las condiciones óptimas (72,7 °C y 248,9 bar) permitieron obtener un lípido bioactivo con 41,28 g de EPA+DHA/100 g AGT y concentraciones determinadas de tocoferoles y tocotrienoles. Estos resultados resaltan el valor de los subproductos agroalimentarios como fuente de ingredientes funcionales para aplicaciones alimentarias, nutracéuticas y cosméticas, además de ofrecer una alternativa tecnológica sustentable para un mejor aprovechamiento.

Long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids (LCPUFA n-3), such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), are essential for human health. However, their availability is limited due to the low conversion rate of α-linolenic acid and the variable content in marine sources, influenced by environmental changes and the diet provided to the marine species involved. In this context, concentration through urea complexation and stabilization with natural antioxidants present promising alternatives for the utilization of LCPUFA n-3. This study aimed to synthesize a novel bioactive lipid rich in EPA+DHA fatty acids by enzymatic acidolysis, using EPA+DHA concentrate from belly fat of Rainbow Trout and tocopherols from maqui seed oil under supercritical CO₂ conditions. Characterization of the oils and bioactive lipid was performed by gas-liquid chromatography (GLC), high-performance liquid chromatography (HPLC), thin-layer chromatography (TLC), differential scanning calorimetry (DSC), and quality analysis (peroxide value, free fatty acids, p-anisidine value, conjugated dienes and trienes, and TOTOX value). Maqui seed oil showed high contents of α-linolenic acid (10,63 g/100 g TFAs), oleic acid (25,62 g/100 g TFAs), and linoleic acid (53,55 g/100 g TFAs), as well as α-tocopherol (280,95 mg/kg) and β-tocotrienol (89,75 mg/kg). The belly oil concentrate contained 49,57 g of EPA+DHA/100 g TFAs, α-tocopherol (103,85 mg/kg), σ-tocopherol (22,00 mg/kg), and γ-tocotrienol (20,79 mg/kg). The enzymatic acidolysis process, catalyzed by Candida antarctica, was optimized through a 3² response surface experimental design with 12 experimental runs and 3 center points, considering supercritical pressure (100 - 300 bar) and temperature (50 - 80 °C) as independent variables. The response variables included the concentrations of DHA, EPA+DHA, α-tocopherol, β-tocopherol, and γ-tocotrienol. Optimal conditions (72,7 °C and 248,9 bar) enabled the production of a bioactive lipid with 41,28 g of EPA+DHA/100 g TFAs and defined concentrations of tocopherols and tocotrienols. These results highlight the value of agro-food byproducts as sources of functional ingredients for food, nutraceutical, and cosmetic applications, as well as offering a sustainable technological alternative for better utilization.