Enzymatic obtainment of pectin and pectic oligosaccharides from artichoke by-products.: Structural characterization and functional evaluation through machine learning
- Autores: Carlos Sabater Sánchez
- Directores de la Tesis: Antonia Montilla Corredera (dir. tes.), Nieves Corzo Sánchez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Tiziana Fornari (presid.), Carolina Simó (secret.), Mª Pilar Utrilla Navarro (voc.), Ana Cristina Soria Monzón (voc.), Amelia Torcello Gómez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Alimentación por la Universidad Autónoma de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
Hay un interés general por encontrar nuevas formas de revalorización de los subproductos generados durante el procesamiento de vegetales, pudiendo ser usados como fuente de ingredientes biológicamente activos. La mayoría de las pectinas utilizadas en la industria de alimentos se extraen a partir de cítricos, manzana y remolacha azucarera. Sin embargo, se están investigando otras fuentes alternativas de pectina que puedan presentar diferentes propiedades tecnológicas y biológicas. Se ha demostrado que los subproductos de alcachofa (Cynara scolymus) (brácteas externas, hojas y tallos) son una buena fuente de ingredientes funcionales. Esta Tesis Doctoral tiene por objetivo la extracción y la caracterización de pectina de alcachofa, así como el estudio de la despolimerización enzimática de la misma para obtener mezclas de oligosacáridos pécticos (POS). Además, se ha evaluado el posible uso de estos productos como ingredientes funcionales estudiando tanto su comportamiento en una matriz láctea como su actividad anti-inflamatoria in vivo en un modelo de ratones con colitis inducida por DSS. Con este fin, se ha optimizado la extracción de pectina de alcachofa utilizando un preparado de celulasa, Celluclast, obteniéndose altos rendimientos. Esta pectina podría ser utilizada como aditivo alimentario (E-440) por su elevado contenido en ácido galacturónico (> 65%). Otras características estructurales de la pectina de alcachofa extraída fueron su alto contenido en azúcares neutros, especialmente arabinosa, la distribución multimodal de masas moleculares y el bajo grado de metil-esterificación que presentaba. Se ha comparado la extracción enzimática con la extracción convencional mediante citrato sódico y ácido nítrico, y con la extracción asistida por ultrasonidos en combinación de una celulasa. Éste último tratamiento podría ser utilizado para obtener pectina de alcachofa a tiempos más cortos lográndose buenos rendimientos y sin una modificación estructural importante. Por otra parte, se ha estudiado la obtención de POS, a partir de pectina de alcachofa, utilizando enzimas con diferentes actividades hidrolíticas, y se han comparado los perfiles de POS con aquellos obtenidos a partir de pectinas de cítricos y manzana de alto grado de metilesterificación.
Las enzimas Celulasa de Aspergillus niger y Pectinex Ultra Olio dieron lugar a elevados rendimientos de POS. Para elucidar los perfiles estructurales de las cadenas de pectinas y POS a partir de sus espectros de masas, se ha desarrollado una nueva estrategia de análisis de datos basada en la combinación de algoritmos de aprendizaje automático y la fragmentación in silico. Este método computacional también se ha utilizado para caracterizar diversas estructuras de POS liberadas en pequeñas cantidades durante la elaboración de yogures funcionales con pectina y POS de cítricos y alcachofa. Por último, los estudios in vivo revelaron que la pectina de alcachofa redujo la expresión de citoquinas pro-inflamatorias, mostrando una bioactividad mejorada con respecto a la pectina de cítricos. Se han establecido perfiles de expresión mediante redes neuronales artificiales y se observó que el contenido en galactosa de la pectina resultó ser especialmente relevante para conservar su actividad anti-inflamatoria.
