Resumen

Esta investigación se inició debido a la necesidad actual de encontrar nuevas fuentes alternativas de alimentos ricos en proteína eficientes y sostenibles; desde esta perspectiva los insectos son una opción ya que cumplen ambos criterios, pero se necesita mayor conocimiento acerca de sus características nutrimentales, tecnofuncionales, y bioactivas, comenzando con especies endémicas como lo es Arsenura armida. Por lo que esta investigación se centró en evaluar las propiedades de la harina obtenida a partir de la larva de A. armida, para poder utilizarla como ingrediente funcional en alimentos.

Se evaluó la composición proximal, propiedades fisicoquímicas y tecnofuncionales de la harina desgrasada y no desgrasada obtenida de A. armida. Ambas harinas tuvieron una composición nutrimental adecuada para el consumo humano, además de poseer propiedades tecnofuncionales tales como buena retención de agua y aceite, formación de espuma y emulsiones que las convierten en una buena opción como sustitutos de las proteínas animales.

Posteriormente se establecieron las condiciones para la extracción de proteína de la harina completa, así como para la obtención de péptidos bioactivos, se logró identificar que los péptidos antioxidantes se pueden obtener por hidrólisis del aislado de proteína de A. armida con pepsina a partir de la relación enzima sustrato (E/S) 10:1 con un tiempo de digestión de 2 h y para los péptidos antimicrobianos una relación E/S de 1:1 con un tiempo de digestión de 1 h. Los péptidos antimicrobianos mostraron actividad contra bacterias Grampositivas (Listeria monocytogenes y Staphylococcus aureus) con valores de concentración mínima inhibitoria (MIC) de 0.11 μg/μL y concentración mínima bactericida (MBC) de 0.23 μg/μL. El análisis de péptidos reveló que además de péptidos antioxidantes y antimicrobianos también hay péptidos con actividad antihipertensiva, anticancerígena, entre otros. Estableciendo el potencial de los péptidos de A. armida como componentes valiosos en alimentos funcionales con beneficios para la salud más allá de la nutrición básica.

Finalmente, en un estudio comparativo se utilizó la harina de A. armida y la harina Acheta domesticus, este último es uno de los insectos más estudiados en el mundo, se adicionaron en diferentes proporciones como ingredientes sustitutos para elaborar pan de trigo . Los panes producidos se utilizaron para evaluar los cambios en parámetros de calidad, propiedades físicas y aspectos sensoriales. Los resultados de este estudio demostraron la posibilidad de utilizar harinas de insectos en productos horneados. La adición de cualquiera de las harinas afecta algunas cualidades y propiedades físicas del pan como el volumen, color, dureza, etc; sin embargo son una opción interesante en este tipo de productos.

Abstract

This research was started due to the current need to find new efficient and sustainable alternative sources of protein-rich foods; from this perspective, insects are an option since they meet both criteria, but more knowledge is needed about their nutritional, technofunctional, and bioactive characteristics, starting with endemic species such as Arsenura armida. Therefore, this research focused on assessing the properties of the flour obtained from the larva of A. armida, to be able to use it as a functional ingredient in foods. The proximal composition, physicochemical, and techno-functional properties of the defatted and non-defatted flour obtained from A. armida were evaluated. Both flours had an optimal nutritional composition for human consumption, in addition to having techno-functional properties such as good water and oil retention, foam formation, and emulsions that make them a good option as substitutes for animal proteins.

Subsequently, selected conditions were evaluated for the extraction of protein from the whole flour, as well as for obtaining bioactive peptides. It was possible to identify that antioxidant peptides can be obtained by hydrolysis of the A. armida protein isolate with pepsin from the enzyme substrate ratio (E/S) 10:1 with a digestion time of 2 h and for antimicrobial peptides an E/S ratio of 1:1 with a digestion time of 1 h. The antimicrobial peptides showed activity against Gram-positive bacteria (Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus), with minimum inhibitory concentration (MIC) values of 0.11 μg/μL and minimum bactericidal concentration (MBC) of 0.23 μg/μL. The peptide analysis revealed that in addition to antioxidant and antimicrobial peptides, there are also peptides with antihypertensive and anticancer activity, among others. Establishing the potential of A. armida peptides as valuable components in functional foods with health benefits beyond basic nutrition.

Finally, in a comparative study, A. armida flour and Acheta domesticus flour (one of the most studied insects in the world), were added in different proportions as substitute ingredients to make wheat bread to later evaluate changes in quality parameters, physical properties, and sensory aspects. The results of this study demonstrated the possibility of using insect flour in baked products. The addition of either flour affects some qualities and physical properties of the bread like volume, color, and hardness; however, they are an interesting option in this type of products.

Palabras clave: insectos comestibles, nutraceúticos, proteínas, péptidos bioactivos.

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Objetivos

Capítulo 3. Artículos de investigación

Capítulo 4. Conclusiones y recomendaciones

Capítulo 5. Evidencias de productos

Capítulo 6. Anexos (materiales suplementarios)

Referencias

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Cortazar Moya, S. 2024. Análisis de las propiedades tecnofuncionales y bioactivas de la harina de Arsenura armida y de sus extractos proteínicos. Tesis Doctorado. Ciencia de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2024.