Impact of Processing Conditions and Membrane Fractionation on Chloropropanol Formation during Protein Hydrolysate Production from Meat Trimming By-products

Cada año, la industria cárnica mundial genera una cantidad asombrosa de material sobrante. Desde los recortes de las carcasas hasta los tejidos conectivos y las grasas que a menudo se descartan, estos subproductos representan un enorme reservorio de proteínas que, si no se utilizan, contribuyen al desperdicio y a la presión ambiental. Para convertir este desperdicio en algo valioso, los científicos de los alimentos suelen convertir estos restos en hidrolizados de proteína. Piense en estos hidrolizados como proteínas que han sido descompuestas en piezas más pequeñas y útiles, lo que las hace más fáciles de digerir para el cuerpo y permite su uso como ingredientes en todo, desde sopas hasta barras de nutrición deportiva. El proceso consiste en tomar los restos de carne cruda, disolver las proteínas y luego utilizar enzimas —herramientas biológicas que actúan como tijeras— para cortar las largas cadenas de proteínas en fragmentos más cortos. Si bien este método es excelente para la sostenibilidad y la nutrición, introduce una pregunta crítica para la seguridad alimentaria: ¿acaso el mismo proceso de descomposición de estas proteínas crea sustancias ocultas y nocivas?

Uno de estos grupos de sustancias se conoce como cloropropanoles. Estos son compuestos químicos que pueden formarse cuando las grasas y aceites reaccionan con el cloro bajo ciertas condiciones, particularmente cuando hay calor y acidez de por medio. No son ingredientes añadidos a los alimentos, sino subproductos accidentales del procesamiento. Entre ellos, dos tipos específicos han llamado más la atención de los investigadores de la salud: el 3-MCPD y el 2-MCPD. Aunque el 3-MCPD es la versión más conocida, presente en diversos alimentos procesados, ambos han generado preocupación debido a sus posibles efectos tóxicos en órganos como los riñones. El desafío radica en comprender exactamente cuándo y cómo aparecen estos compuestos durante la producción de ingredientes proteicos, especialmente cuando la materia prima es carne, la cual contiene naturalmente grasas que podrían servir como la materia prima para estos químicos no deseados.

En un estudio reciente, los investigadores se propusieron mapear el viaje de estos contaminantes a través de la línea de producción de hidrolizados de proteína fabricados a partir de recortes de carne. El equipo, trabajando en la Universidad de Atatürk, comenzó con un enfoque simple pero riguroso. Tomaron recortes de carne —mezclas de músculo, grasa y tejido conectivo de ganado bovino— y los sometieron a una serie de experimentos controlados. Primero, disolvieron las proteínas en agua, ajustando la acidez de la mezcla a ocho niveles diferentes, que iban desde muy ácida hasta muy alcalina. Este paso fue diseñado para ver si el entorno químico durante la extracción desencadenaría la formación de compuestos nocivos. Una vez disueltas las proteínas, el equipo añadió una enzima llamada Alcalasa para descomponerlas en péptidos más pequeños, un proceso conocido como hidrólisis enzimática. Este paso implicó calentar la mezcla a temperaturas específicas para permitir que la enzima trabajara y luego detener la reacción con más calor.

Después de que las proteínas fueron descompuestas, los investigadores se enfrentaron a un punto de decisión crucial en el proceso: si filtrar la mezcla o no. Utilizaron una técnica de filtración por membrana para separar el líquido en dos partes. Una parte contenía los fragmentos de proteína más pequeños que podían pasar a través del filtro, mientras que la otra retenía las moléculas más grandes y cualquier grasa o complejo restante que fuera demasiado grande para caber a través de él. Al analizar el líquido en tres etapas distintas —el extracto de proteína inicial, el hidrolizado sin filtrar y la fracción final filtrada—, el equipo pudo precisar exactamente dónde aparecían los contaminantes. Utilizaron equipos de laboratorio altamente sensibles para buscar trazas de 2-MCPD y 3-MCPD, buscando niveles tan bajos como unas pocas partes por mil millones.

Los resultados de esta investigación ofrecieron un panorama claro y, en cierta medida, tranquilizador, aunque con matices importantes. Los investigadores descubrieron que la extracción inicial de las proteínas, independientemente de si el agua era ácida o alcalina, no produjo cantidades detectables de ninguno de los dos contaminantes. La verdadera historia surgió durante las etapas posteriores del procesamiento. Cuando el equipo analizó el hidrolizado de proteína sin filtrar, encontró trazas de 2-MCPD. Los niveles variaban según las condiciones específicas, pero el compuesto estaba presente en la mezcla que aún no había sido filtrada. Sin embargo, cuando analizaron los extractos de proteína antes de la hidrólisis, o la fracción filtrada final que contenía solo las piezas proteicas más pequeñas, el 2-MCPD no aparecía por ninguna parte. Era como si el contaminante apareciera durante el proceso de descomposición, pero luego fuera eliminado cuando la mezcla pasaba por el filtro.

Quizás incluso más significativo fue la ausencia total de 3-MCPD. A pesar de la presencia de grasas y la aplicación de calor y ácido, este compuesto específico no apareció en ninguna de las muestras, ni siquiera en cantidades traza. Esto sugiere que las condiciones utilizadas en este método de producción específico simplemente no favorecen la creación de 3-MCPD, o que los niveles son tan bajos que permanecen indetectables para los métodos actuales. El estudio también destacó que la formación de 2-MCPD parecía estar vinculada a la presencia de grasas residuales y a los tratamientos térmicos específicos aplicados durante la reacción enzimática. El hecho de que la fracción filtrada estuviera libre del contaminante apunta a una solución práctica: la etapa de filtración por membrana probablemente eliminó los precursores de base lipídica más grandes o los complejos que eran responsables de la formación de 2-MCPD.

Estos hallazgos proporcionan una hoja de ruta valiosa para la industria alimentaria. Indican que, si bien la producción de hidrolizados de proteína a partir de subproductos cárnicos es una práctica sostenible y beneficiosa, las condiciones del proceso importan. El estudio sugiere que la formación de ciertos contaminantes no es un resultado inevitable del uso de recortes de carne, sino más bien un resultado específico de cómo se tratan las proteínas. Al comprender que el contaminante aparece durante la etapa de hidrólisis y puede reducirse mediante la filtración, los fabricantes pueden ajustar sus métodos para garantizar la seguridad sin sacrificar el valor nutricional del producto final. La investigación confirma que, con un control cuidadoso del proceso, particularmente con respecto al calor y la filtración, es posible crear ingredientes proteicos de alta calidad que sean tanto respetuosos con el medio ambiente como seguros para el consumo.