Özlem Tokusoglu
Los subproductos alimentarios de la industria alimentaria se caracterizan por una elevada proporción de residuos específicos del producto, lo que no sólo significa que la generación de estos residuos es inevitable, sino que también es difícil modificar la cantidad y el tipo de subproducto, que consiste principalmente en residuos orgánicos de materias primas procesadas, si se quiere mantener constante la calidad del producto terminado. El uso y la eliminación de los residuos específicos de la mercancía es difícil debido a su insuficiente estabilidad biológica, su estructura potencialmente patógena, su alto contenido de agua, su posible tendencia a la autooxidación y su elevada cantidad de actividad enzimática.
En la industria alimentaria, los diferentes tipos de subproductos pueden ser valorizados por diferentes ramas de la industria debido a las propiedades deseadas seleccionadas de los subproductos alimentarios. Las pulpas, los residuos y los desechos del procesamiento de alimentos dependen de la calidad de la gestión de los subproductos, al tiempo que se garantiza la protección del medio ambiente y la sostenibilidad en el control de la producción de subproductos.
Los subproductos alimentarios o coproductos estables en almacenamiento de la industria alimentaria, como formas líquidas, de pulpa o en polvo, se pueden obtener a partir del procesamiento de frutas, verduras, carnes, mariscos, leche y productos lácteos, cereales, nueces, grasas y aceites; el secado de los subproductos y su conversión en polvo ofrece una forma de conservarlos como productos útiles y valiosos. Los subproductos mencionados anteriormente se pueden evaluar como una fuente de fitoquímicos dietéticos, incluidos antioxidantes fenólicos, carotenoides, otros polifenoles bioactivos y fibras dietéticas; como fuente de proteínas, péptidos y aminoácidos, se pueden evaluar como productos extruidos, como fuentes de colágeno, gelatina y como fuentes de diversos materiales aditivos alimentarios y se pueden evaluar como productos extruidos. Sin embargo, algunos de los subproductos se pueden utilizar como abono para plantas, se pueden utilizar como alimento para animales y se pueden utilizar como materiales industriales. Hoy en día, la utilización potencial de estos componentes principales ha sido el foco de atención.
The Epidemiological studies have pointed out that fruits and vegetable consumption imparts health benefits including certain types of cancer, reduced risk of coronary heart diseases. Chemoprevention is an active cancer preventive strategy to inhibit, delay, or reverse human carcinogenesis, especially using naturally occurring chemical agents. Dietary Supplements and/or food fortification based on food by-products may be an alternative to the above mentioned healthy constituents. The health benefits of fruits and vegetables are majorly attributed to bioactive nutrients as phytochemicals, carotenoids, vitamins (ascorbic acid, tocopherol etc.), also to dietary fiber of these products.
Due to the high consumption and industrial processing of the edible parts of fruit, wastes such as the peels and seeds of fruit (apple, pear, orange, pomegranate, and tomato) residues, citrus fruit skins, mango residues, pineapple residues, residues of other exotic tropical fruits (avocado, banana, guava, jackfruit, and longan fruit), chestnut residues, olive residues and sugarcane bagasse are generated in large quantities in big cities. Moreover, the peel, leaf, or stem fractions of cabbage, cauliflower, celery, Chinese cabbage, coriander, cucumber, eggplant, endive lettuce, fennel, potato, rape, scallion and spinach can be evaluated as dietary phytochemicals and can be used extruded product, and the dietary fiber is also used in manufactures powder forms.
The current methods for further utilization of product-specific waste of fruits and vegetables have been developed along traditional lines and these utilizations are closely bound to the agricultural origins of the raw materials.
The majority of by-products in the meat industry are produced during slaughtering. Slaughterhouse waste consists of the portion of a slaughtered animal that cannot be sold as meat or used in meat products. Such meat by-products include internal organs, fats or lard, skin, feet, abdominal contents of the gastrointestinal tract, blood, bones, tendons, and the powder produced from these by-products. Meat by-products are made by slaughterhouses, meat processors, wholesalers, and rendering plants.
The by-products of meat containing ash biomass include phosphorous. It is known that some high phosphorous ash can be in sludge ash and meat and bone meal, and phosphorous from biomass energy, biomass ash disposal, and as a phosphorous source.
By-products of fruits and vegetables are sources of these healthy compounds and it has been considered that these are the highly desired constituents of by-products of fruits and vegetables. Seafood product processing discard account for about three-quarters of the total weight of catch. Seafood processing is used as a probable waste utilization. It is known that the major components of seafood discard products are tongue, cheeks, stomach, liver of fish, protein bioactives from residual fish, marine bioactive lipid components (omega 3,6, DHA,EPA), fish skin, carotenoid bioactives and chitinous materials from shellfish products, gut enzymes, flavour products, anti-freeze proteins from seafood blood. Nowadays, the potential utilization of the above-mentioned major components has been the focus of attention.
Fish by-products are one of the most important raw materials for food, neutraceutical, pharmaceutical, and biotechnological applications. By-products include fish stomachs, viscera silage, and fish sauce. It has been stated that carnivorous fishes have high stomach pepsin contents, and silage is made from minced viscera or from the separated stomach. By ultrafiltration, concentration, and spray-drying, cod stomach silage can give a pepsin preparation.
Fish oil from fish processing waste and marine fish and chicken visceral wastes are rich source of polyunsaturated fatty acid concentrates, and in particular, of omega-3 essential fatty acids. Not only fish skin but also bones and fins are potential sources of collagen and gelatin.
Shrimp processing leads to massive amounts of shrimp biowaste and the major constituents of shrimp by-products are protein, chitin, lipid, minerals, and also valuable carotenoid astaxanthin. Chitosan, a valuable bioactive compound, has widely utilized in food, agriculture, biotechnology, cosmetics, medicine, and waste treatment. Shrimp cooking wastewater is moreover an authentic foundation of astaxanthin and bioactive peptides.
The diary by-product whey is also a very good source of peptide with remarkable biological activities. Whey is an abundant by-product of the dairy industry that corresponds to the liquid fraction remaining after, milk clotting and casein removal during cheese manufacturing. Whey includes the lactose and noncasein proteins of milk. Moreover, the bioactivity of the other components of cheese whey including lactose, oligosaccharides, and minerals, is well-known.
Cereal by-products are also very important, phenolic compounds can be extracted from cereal brans with the inclusion of anti-oxidants, and these valuable products provide resistance against free radical damage, cancer, and cardiovascular diseases. Gamma-Oryzanol extracted from rice bran is a potent antioxidant, a cholesterol-reducing agent, a tumour inhibiting agent, and a prevention agent in menopausal syndrome treatment.
Recientemente, los subproductos de frutos secos también han ganado importancia en la tecnología alimentaria en particular; las nueces son únicas debido a su equilibrio perfecto de ácidos grasos poliinsaturados n-6 y n-3, una proporción de 4:1, que se ha demostrado que disminuye la incidencia del riesgo cardiovascular.
La quimioprevención es una estrategia activa de prevención del cáncer (CA) para inhibir, retrasar o revertir la carcinogénesis humana mediante el uso de agentes químicos naturales o sintéticos. Los estudios han demostrado que varios fitoquímicos nuevos poseen un efecto preventivo del cáncer, como los polifenoles. Varios mecanismos celulares contribuyen a los efectos preventivos generales del cáncer de los fitoquímicos dietéticos. Las vías de transducción de señales son objetivos moleculares potenciales para la quimioprevención mediante fitoquímicos dietéticos. El aumento de la expresión de enzimas desintoxicantes y/o enzimas antioxidantes inhibe la progresión del ciclo celular y la proliferación celular, induce la diferenciación y la apoptosis, inhibe la expresión y la activación funcional de oncogenes, aumenta la expresión de genes supresores de tumores, inhibe la angiogénesis y la metástasis mediante la modulación de las vías de señalización celular. Los suplementos dietéticos y/o los subproductos alimenticios respaldados por la fortificación de alimentos también podrían ser una alternativa para los componentes saludables mencionados anteriormente.
Este trabajo se presenta parcialmente en el 10º Congreso Mundial de Nutrición y Ciencias de la Alimentación del 29 al 31 de mayo de 2017, celebrado en Osaka, Japón.
Biografía
Ozlem Tokusoglu completó su doctorado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Ege, Departamento de Ingeniería de Alimentos en 2001. Actualmente trabaja como profesora adjunta y miembro del cuerpo docente en el Departamento de Ingeniería de Alimentos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Celal Bayar. Durante 1999-2000 fue profesora visitante en el Departamento de Ciencias de los Alimentos y Nutrición de la Universidad de Florida, Gainesville, Florida, EE. UU., y profesora visitante en la Escuela de Ciencias de los Alimentos de la Universidad Estatal de Washington, Pullman, Washington, EE. UU., durante abril-mayo de 2010. Ha publicado numerosos artículos en revistas revisadas por pares y se ha desempeñado como miembro del consejo editorial de revistas seleccionadas. Publicó y editó científicamente dos libros internacionales titulados "Fruit and Cereal Bioactives: Chemistry, Sources and Applications" y "Improved Food Quality with Novel Food Processing" de CRC Press, Taylor & Francis, USA Publisher. El tercer libro "Food By-Product Based Functional Food Powders" está en proceso. También publicó dos libros nacionales titulados “Ciencia y tecnología del cacao y el chocolate” y “Aceituna de frutas especiales: química, calidad y tecnología”. Organizó y/o administró como presidenta de conferencias en muchas conferencias y congresos en varias partes de los EE. UU. y Europa.