Eliminación de toxinas diarreicas (DSP) presentes en productos pesqueros basada en el procesamiento con dióxido de carbono supercrítico modificado.
Eliminación de toxinas diarreicas (DSP) en productos pesqueros por procesamiento con dióxido de carbono supercrítico modificado. La eliminación de las toxinas se puede realizar de dos formas: 1) La extracción de las toxinas con una mezcla supercrítica de CO2/etanol. 2) La destrucción de la actividad tóxica con CO2/ácido acético.
El interés del método se debe a que los episodios que provocan la contaminación de los moluscos con toxinas DSP son estacionales pero suelen extenderse durante varios meses. Actualmente el único modo de asegurar la salud del consumidor es el bloqueo total de la actividad extractiva. Las administraciones de salud pública de todo el mundo tienen programas de control para gestionar las decisiones de paralización de la extracción.
La inexistencia de tecnologías de procesado de los moluscos contaminados que permitan su aprovechamiento sin riesgos toxicológicos durante los episodios tóxicos genera pérdidas económicas y distorsiones enormes en la programación laboral del sector productor y la industria transformadora (conservera y congeladora principalmente).
Exposición del estado de la técnica
Las toxinas diarreicas (ácido okadaico, dinofisistoxinas I, 11 y 111, y sus derivados) son moléculas liposolubles cuyo esqueleto deriva de un ácido graso C38. Su estructura química es conocida desde la década de los ochenta.
El procesado con fluidos supercríticos, principalmente CO2, es una nueva tecnología cuya aplicación en distintos alimentos está siendo intensamente investigada. El CO2 alcanza el estado supercrítico a temperaturas superiores a 31,1ºC y presiones superiores a 72,8 bares. Este es un fluido inocuo y económico y presenta una buena miscibilidad con disolventes polares como el etanol y el ácido acético.
La bibliografía muestra que se ha logrado la extracción y fraccionamiento de componentes de distintos alimentos. (Temelli, F. et al. Supercritical fluid extraction and chromatography: techniques and applications. ACS Symposium Series, Nº 366. pp 109126 (1988) ; Udaya, K. Supercritical fluid processing of foods and biomaterials, pp 155166. eds S.S.H. Rizvi. Blackie A&P. Glasgow (1994)).
También se ha demostrado la posibilidad de llevar a cabo reacciones químicas y bioquímicas (Nakamura, K. Supercritical fluid processing of foods and biomaterials, pp 54-61. eds S.S.H. Rizvi. Blackie A&P. Glasgow (1994)) y la inactivación de enzimas y microorganismos (Arreola, A. G. et al. Supercritical fluid processing of foods and biomaterials, pp 133-153. eds S.S.H. Rizvi. Blackie A&P. Glasgow (1994)).
Hemos correlacionado la solubilidad de la toxina ácido okadaico con las condiciones de presión y temperatura del CO2 y la concentración de etanol. Puesto que los patrones de solubilidad de los lípidos comunes son conocidos (Chrastil, J., J. Phys. Chem, 86: 3016 (1982); Zou, M. et al., J. Supercritical Fluids, 3: 23 (1990)), es posible seleccionar las condiciones más adecuadas para extraer selectivamente la toxina. El proceso requiere una reducción de la actividad de agua mediante liofilización (Bowadt, S. et al., Journal of Chromatography A, 675: 189 (1994)). Además de la detoxificación de los moluscos, la extracción de la toxina permitiría obtener concentrados de estas sustancias con el fin de ser utilizadas como patrones analíticos o reactivos de investigación en medicina y biología.
Hemos observado que la toxina ácido okadaico es sensible al tratamiento con CO2 a alta presión conteniendo un 10 % en volumen de ácido acético. La molécula de ácido okadaico es destruida. La actividad tóxica sobre la fosfatasa intracelular PP2a, el mecanismo de acción tóxica, se reduce drásticamente. La accesibilidad del CO2/acético al interior del producto exige una deshidratación parcial mediante liofilización. Se ha observado que el efecto de inactivación del CO2 supercrítico puede acentuarse con un incremento de temperatura (Arreola, A.G. et al., Supercritical fluid processing of foods and biomaterials, pp 133-153. eds S.S.H. Rizvi. Blackie A&P. Glasgow (1994)).
Explicación de la invención
1) Extracción de toxinas
El ácido okadaico y derivados son moléculas liposolubles pero de polaridad relativamente alta debido a la presencia de grupos hidrofílicos. El CO2 en estado supercrítico puro es incapaz de mantener en solución estas toxinas pero la solubilidad de estas toxinas se incrementa enormemente al adicionar al CO2 una pequeña proporción, inferior al 15 % en volumen de un alcohol, por ejemplo etanol. La correlación entre la solubilidad de la toxina y los parámetros de la mezcla supercrítica permite seleccionar las condiciones para extraer la toxina mediante un proceso de extracción continua. Finalmente el CO2 se elimina como gas y el alcohol se evapora parcialmente.
2) Destrucción de toxinas
La exposición de las toxinas DSP a una mezcla supercrítica obtenida adicionando al CO2 supercrítico una pequeña proporción, inferior al 8 %, de ácido acético, provoca la destrucción de las toxinas. Estas condiciones de exposición al ácido acético en una atmósfera de alta presión (150 a 300 bares) y baja temperatura (40ºC) provocan la inactivación de las toxinas cuya toxicidad final se reduce en más del 50 %. Finalmente, tras una despresurización lenta, el CO2 es eliminado.
Modo de realización de la invención
1) Extracción de toxinas
Los moluscos previamente desconchados son sometidos a una deshidratación parcial (pérdida del 75 % del peso fresco) mediante liofilización (20ºC, 0,000131 bares, 8 horas). Se colocan los moluscos deshidratados (1-2 g) en una cámara de 10 ml, de volumen y se procede a una extracción continua durante 30 minutos con un flujo constante de mezcla supercrítica de 1 mL/min. La mezcla supercrítica de CO2 con un porcentaje de un 5 a 15 % en volumen de un alcohol como el etanol esta sometida a una presión entre 100 y 300 bares a temperatura de 35-40ºC. La solubilidad de la toxina en la mezcla se incrementa exponencialmente con el porcentaje de alcohol o la presión y se reduce al aumentar de temperatura.
2) Destrucción de toxinas
Procesado de extractos tóxicos: Extractos tóxicos de moluscos con ácido okadaico, se depositan en una celda de acero de 5 mL. La celda se llena de CO2 con un 5 % en volumen de ácido acético a una presión de 200 bares y 40ºC y se mantiene durante 30 minutos. Los extractos pier- den el 55 % de la actividad tóxica y la inactivación de las toxinas alcanza porcentajes del 75 % al incrementar el tiempo y/o la presión.
Los moluscos tóxicos previamente desconchados son sometidos a una deshidratación parcial (pérdida del 75 % del peso fresco) mediante liofilización (20ºC, 0,000131 bares, 8 horas) y se colocan en una celda de 10 mL de volumen.
