Abstract Fish hydrolysates have become one of the most remarkable sources of bioactive peptides. However, the processing conditions for incorporating hydrolysates into food matrices can affect their bioactive performance. The effect of temperature and pH on the radical scavenging activity of tilapia hydrolysate was determined in the wet hydrolysate. Also, a central composite design was used to study the effect of the drying conditions on moisture, drying ratio, productivity, drying rate, and antioxidant activity in the tilapia hydrolysate. The results showed that the hydrolysate has high activity at acidic and neutral pH; but at pH 10, the activity decreases significantly. In the spray-drying process, the antioxidant activity was higher at 115 °C. Moreover, inlet air temperature and feed flow had a statistically significant effect (p < 0.05) on response variables. High inlet air temperature and fast feed flow decrease the moisture of the powder hydrolysate and increase the drying rate and antioxidant activity. Scanning electron microscopy showed liquid bridges between particles with irregular concavities or pores on the surface and the presence of particle agglomerations due to the hygroscopicity of the hydrolysate.

RESUMEN Antecedentes: El crecimiento de la producción acuícola en el mundo genera un importante impacto ambiental debido a su volumen de residuos, que alcanza casi el 60%. Estos subproductos tienen niveles importantes de proteínas y lípidos que pueden revaluarse para obtener productos que son de interés para las industrias farmacéutica y alimentaria, como péptidos bioactivos y propiedades funcionales. Recientemente, se han aplicado tecnologías para el aislamiento y la purificación de péptidos bioactivos de acuerdo con su peso molecular, así como técnicas de separación de membrana y cromatografía. Actualmente, hay productos comerciales de hidrolizados de proteína de pescado que pueden usarse en aplicaciones nutricionales y farmacéuticas como fuente de aminoácidos con diferentes funciones fisiológicas. Objetivo: Proporcionar información sobre subproductos de la acuicultura, métodos de hidrólisis, métodos de purificación, péptidos bioactivos, propiedades funcionales y suplementos nutricionales. Métodos: Se revisaron bases de datos como Science Direct, Springer Link, Wiley Online Library y Scopus usando palabras clave como productos de acuicultura, hidrólisis de proteínas, péptidos bioactivos, propiedades funcionales. Para la selección de los artículos se tuvo en cuenta el año de publicación, el idioma, la metodología empleada y la trayectoria de sus autores. Conclusiones: Esta revisión es una breve descripción del uso de subproductos acuícolas usando diferentes tipos de procesos de hidrólisis y sus múltiples aplicaciones en varias industrias.

ABSTRACT Background: Growing aquaculture production around the world generates an important environmental impact because of its waste volume, which reaches nearly 60%. These byproducts have important levels of protein and lipids that can be revaluated to obtain products that are of interest to the pharmaceutical and food industries such as bioactive peptides and functional properties. Recently, technologies have been applied to the isolation and purification of bioactive peptides according to their molecular weight, such as membrane separation techniques and chromatography. Currently, there are commercial products from fish protein hydrolysates that can be used in nutritional and pharmaceutical applications as a source of amino acids with different physiological functions. Objective: Give information on aquaculture byproducts, hydrolysis methods, methods of purification, bioactive peptides and functional properties and nutritional supplements. Methods: Science Direct, Springer Link, Wiley Online Library, and Scopus were reviewed using the keywords aquaculture products, protein hydrolysis, bioactive peptides, functional properties. For the selection of the articles, the year of publication, the language, the methodology used and the trajectory of the authors were taken into account. Conclusions: This review is a brief description of the use of aquaculture byproducts using different types of hydrolysis process and their multiple applications on several industries.

RESUMEN Antecedentes: El crecimiento de la acuicultura en el mundo ha provocado importantes impactos ambientales como el descarte de residuos que son importantes fuentes de proteína, los cuales han sido usados para manufacturar productos de bajo valor tales como: alimento para animales, harina de pescado y fertilizantes. Objetivo: Evaluar el efecto de la concentración de enzima y de sustrato sobre el grado de hidrolisis (GH) de las proteínas presentes en las vísceras de tilapia roja (Oreochromis sp.) (VTR). Métodos: Se empleó la enzima comercial alcalasa 2.4 L a diferentes concentraciones para hidrolizar las proteínas presentes en la VTR a 53°C y a un pH de 9.5 en un reactor de vidrio de 1 L con chaqueta, magnéticamente agitado y conectado a un titulador automático. Cada experimento se llevó cabo por 6 h registrando cada 5 min el volumen de base cosumido para determinar el grado de hidrolisis correspondiente a cada punto. Resultados: Los resultados indicaron que un incremento en la concentración de enzima producía un incremento en el GH y en la velocidad de reacción, mientras que un aumento en la concentración de sustrato provocaba una disminución en ambos parámetros. Por esta razón, se ajustó un modelo matemático para la inhibición de sustrato a partir de la ecuación de cinética exponencial d(GH)/dt = a*EXP[-b*(GH)] para explicar el comportamiento del GH como una función de la concentración de sustrato en este proceso hidrolítico. Los parámetros a y b fueron evaluados mediante una regresión no lineal. Con base en estos resultados, las constantes de reacción fueron determinadas como Ks = 456.75 g L-1, K2 = 1.2191 min-1, Kd = 0.2224 min-1, KM = 1.8963 and K3 = 0.1173 L g-1 min-1, los cuales permitieron obtener una buena correlación entre los valores experimentales y los predichos a las diferentes condiciones de operación. Esta correlación fue soportada por un bajo error medio relativo del 3.26%. Conclusión: Bajo las condiciones experimentales evaluadas, la cinética de la reacción de hidrólisis siguió un mecanismo de inhibición por sustrato sin inhibición por producto, el cual fue ajustado mediante una ecuación típica exponencial que involucra dos parámetros (a and b) asociados a las constantes cinéticas Ks, K2, and Kd.

ABSTRACT Background: The growth of world aquaculture has generated important environmental impacts as discard residues that are important sources of protein, which has been used to manufacture low-value products, such as animal food, fish flour and fertilizers. Objectives: To evaluate the effect of enzyme and substrate concentration on the degree of hydrolysis (DH) of proteins in the red tilapia (Oreochromis sp.) viscera (RTV). Methods: The commercial alcalase 2.4 L enzyme was used at different concentrations to hydrolyse the proteins in RTV at 53.5°C and a pH of 9.5 in a 1 L magnetically stirred, jacketed, glass batch reactor connected to an automatic titrator. Each experiment was conducted over 6 h in which every consumed volume of base was recorded every 5 min to determine the corresponding DH at each point. Results: The results indicated that increasing the enzyme concentration produced an increase in the DH and in the reaction rate, while increasing the substrate concentration produced a decrease in both parameters. For this reason, a mathematical model was adjusted for the inhibition of substrate from the exponential kinetic equation d(DH)/dt = a*EXP[-b*(DH)] to explain the behavior of the DH as a function of substrate concentration in this hydrolytic process. The parameters a and b were estimated from a nonlinear regression. Based on these results, the reaction constants were determined as Ks = 456.75 g L-1, K2 = 1.2191 min-1, Kd = 0.2224 min-1, KM = 1.8963 and K3 = 0.1173 L g-1 min-1, which allowed the generation of a good correlation between the predicted and experimental values at the different evaluated operating conditions. This correlation was supported by a low average relative error (ARE) of 3.26%. Conclusion: Under evaluated experimental conditions, the kinetics of the hydrolysis reaction followed a substrate inhibition mechanism without product inhibition, which was adjusted through a typical exponential Equation that involves two parameters (a and b) associated with the kinetic constants (Ks, K2, and Kd).

Protein hydrolysates were prepared from viscera of red tilapia (Oreochromis spp.), an important fish species of great production in Colombia. Hydrolysis with three different enzymes (Alcalase, Flavourzyme and Neutrase) were evaluated to establish which of them deliver the highest degree of hydrolysis (DH) using the pH-stat method. On each enzyme a 2² factorial design was applied to evaluate the effect of temperature and pH on the DH. Maximum DH values of 10.9% for Alcalase and 3.9% for Flavourzyme and Neutrase were obtained. Subsequently, a response surface 3² analysis for the hydrolysis with Alcalase was performed. The results showed that the DH is maximized when working at pH= 9.5 and T= 53.45°C keeping constant the initial substrate concentration, enzyme concentration and reaction time. Finally the effect of substrate was evaluated varying protein concentration between 12.5 g/L, 21.25 g/L, 29.5 g/L and 37.5 g/L. Furthermore, the kinetic constants of Michaelis-Menten were evaluated.

Se prepararon hidrolizados de proteína a partir de vísceras de Tilapia roja (Oreochromis spp.), una importante especie de pescado de gran producción en Colombia. En la hidrólisis se evaluaron tres enzimas diferentes (Alcalase, Neutrase y Flavourzyme) para establecer con cuál de ellas se obtendría el mayor grado de hidrólisis (GH). Se utilizó el método del pH-stat y en cada enzima se aplicó un diseño factorial 2² para evaluar el efecto de la temperatura y el pH, sobre el GH. Se alcanzaron valores máximos de GH de 10.9%. para Alcalasa, y 3.9% para Neutrasa y Flavourzyme. Posteriormente se realizó un análisis de superficie de respuesta 3² para la hidrolisis con Alcalase. Los resultados mostraron que el GH fue maximizado bajo las siguientes condiciones: pH= 9.5 y T=53.45°C manteniendo constante la concentración inicial de sustrato, concentración de enzima y tiempo de reacción. Finalmente se evaluó el efecto del sustrato variando la concentración de proteína entre 12.5 g/L, 21.25 g/L, 29.5 g/L y 37.5 g/L y determinando las constantes cinéticas de Michaelis-Menten.

The angiotensin I-converting enzyme (ACE) inhibiting activity of bovine plasma hydrolyzates obtained by Alcalase 2.4 L at different degrees of hydrolysis (DH) was evaluated. For the evaluation of ACE inhibition (ACEI), Hippuryl-His-Leu was used as substrate and the amount of hippuric acid liberated by non-inhibiting ACE was determined by spectrophotometry at 228 nm. The results showed that the enzymatic hydrolysis increased the ACEI activity as compared with the un-hydrolyzed plasma. The highest activity was onbtained with a DH of 6.7%. The peptide fractions with the maximum activity were isolated using ultrafiltration membranes, ion exchange chromatography and high performance liquid chromatography on reverse phase (RP-HPLC). The fraction with highest ACEI activity, showed an IC50 of 0.18 mg/mL and contained peptides with sequences AGATGVTISGAG, YSRRHPEYAVS, Q(K)AW and L(l)I(I)VR, which were determined by MALDI-TOF-TOF. It was also found that after submitting such fraction to digestive conditions in vitro, the ACEI activity remained constant.

La investigación evalúa el efecto del tamaño de inóculo y la actividad enzimática sobre la concentración de etanol obtenido a través de la estrategia de proceso Sacarificación y fermentación simultáneas de tallos de yuca pretratados con álcalis. La determinación y validación de las condiciones óptimas de producción de etanol y la evaluación del proceso en biorreactor fueron también objeto de esta investigación. Tallos de yuca con pretratamiento alcalino fueron utilizados como sustrato en una relación sólido: líquido 1:10; el complejo enzimático Accellerase 1500 y la levadura Ethanol Red fueron evaluados a dos niveles a una temperatura de 38 ° C y pH 4.0 a escala de erlenmeyer. Se evaluaron como controles del proceso: Sacarificación fermentación simultáneas sin pretratamiento de los tallos y Sacarificación fermentación independientes de tallos pretratados. Se realizó un análisis de regresión y el modelo obtenido fue maximizado empleando algoritmos genéticos. A las condiciones óptimas identificadas en erlenmeyer fue evaluada la producción de etanol en biorreactor de 5 litros. Se obtuvo una concentración experimental de etanol de 1.88±0.04 %v/v (1.99 %v/v óptimo simulado) con una concentración de inóculo de 1.59 g/L y una concentración de enzima de 13.3 FPU/g, valor aproximadamente 4 veces mayor a la cantidad de etanol producido sin pretratamiento por sacarificación y fermentación independientes de tallos de yuca pretratados. La evaluación del proceso en biorreactor alcanzo una concentración de etanol 20% inferior a la alcanzada a escala de erlenmeyer.

This research evaluates the effects of the inoculum size and enzymatic activity on the concentration of ethanol obtained through the simultaneous saccharification and fermentation of alkali-pretreated cassava stems. Other goals for this study include the determination and validation of the optimal conditions for and the evaluation of the process of ethanol production in a bioreactor. Alkaline-pretreated cassava stems were used as the substrate in a solid to liquid ratio of 1:10; the enzymatic complex Accellerase 1500 and the yeast Ethanol Red were evaluated at two levels at a temperature of 38° C and a pH of 4.0 in an Erlenmeyer flask. The following were evaluated as process controls: simultaneous saccharification and fermentation of non-pretreated stems and separate saccharification and fermentation of pretreated stems. A regression analysis was conducted, and the resulting model was maximized using genetic algorithms. At the optimal conditions identified in an Erlenmeyer flask, the production of ethanol in a 5-liter bioreactor was subsequently evaluated. An experimental concentration of ethanol of 1.88±0.04% v/v (1.99% v/v simulated optimum) was obtained using an inoculum concentration of 1.59 g/L and an enzyme concentration of 13.3 FPU/g. This value was approximately four times the quantity of ethanol produced without pretreatment or by the separate saccharification and fermentation of pretreated cassava stems. The evaluation of the process in the bioreactor yielded an ethanol concentration 20% less than that reached in the Erlenmeyer flask.

Resumen. Se aplicó el método de superficies de respuesta para estudiar el efecto de la temperatura y la concentración de ácido cítrico sobre la deshidratación osmótica de láminas de mango cv. Tommy Atkins. La deshidratación osmótica se evaluó en términos del porcentaje de pérdida de peso (%PP), ganancia de sólidos (%GS), pérdida de humedad (%PH), y pérdida de actividad acuosa (%PAw). Los resultados indicaron que tanto la temperatura como la concentración de ácido cítrico, tuvieron efectos significativos sobre el %PP, %PH, y %PAw, en el rango de condiciones evaluado (25 ºC - 45 ºC) y (1% - 3%) respectivamente. La adición de ácido cítrico en la solución osmodeshidratante redujo de forma significativa los recuentos de microorganismos, sin afectar las características sensoriales del producto. Los niveles máximos de los parámetros cinéticos se consiguen después de 4 h de proceso, con temperaturas de 45 ºC y concentraciones de ácido cítrico de 3% p/p, siendo 47,62%, 53,07% y 6,04%, los valores óptimos para %PP, %PH y %PAw respectivamente, con aceptación sensorial del 100 % y reducciones en los recuentos microbianos de más de dos ciclos logarítmicos.

Abstract. The response surface methodology was applied to study the effect of temperature and concentration of citric acid in osmotic dehydration of cv. Tommy Atkins mango pieces. Osmotic dehydration was evaluated in terms of the percentage of weight reduction (%WR), solid gain (%SG), water loss (%WL) and reduction of water activity (%RWA). The results indicated that the temperature and the concentration of citric acid had significant effects on the (%WR), (%WL) and (%RWA) in the range of conditions evaluated (25 °C- 45 ºC) and (1% - 3%) respectively. The addition of citric acid in the osmodehydrating solution significantly reduced the microorganism recount without affecting the sensory characteristics of the product. The maximum values of kinetic parameter are reached after 4 h of processing, with temperature of 45 ºC and concentration of 3%. The optimum values for %WR, %WL y %RWA, were 47.62%, 53.7% y 6.04%, respectively. The sensory acceptance was of 100% and reductions in the microbial recount of more than two logarithmic cycles.

El crecimiento de la levadura Saccharomyces cerevisiae en melaza (miel virgen de caña) fue evaluado en presencia de un campo magnético (CM) variable de alta frecuencia y extremadamente baja intensidad. Se compararon los resultados obtenidos en cultivos creciendo bajo la acción del CM y en condiciones ambientales normales (controles). Se hicieron ensayos en fermentadores de 400ml, a 25ºC. El flujo de aire utilizado en cada fermentador fue de aproximadamente 1vvm. El CM, con frecuencia de 100kHz y densidad de campo de 250mG fue aplicado por 200s. Los resultados mostraron que el CM puede estimular el crecimiento del cultivo bajo condiciones de aireación y sin ellas, mostrando un límite para el efecto de estimulación, por encima del cual se puede presentar un efecto inhibitorio sobre el crecimiento del cultivo. Bajo ciertas condiciones, el cultivo presenta una especie de adaptación al efecto del CM y la levadura puede superar la inhibición provocada por éste. Se observó que los CM afectan el consumo de sustrato por parte del cultivo, mostrando que bajo ciertas condiciones los microorganismos tratados pueden tener mejor aprovechamiento del sustrato. La aireación del cultivo puede interactuar con el efecto de los CM sobre su crecimiento y consumo de sustrato. Al aplicar una dosis de tratamiento magnético al cultivo de levadura, se encontró que a las 25h el cultivo con tratamiento presentaba un crecimiento 14,4% mayor que el cultivo control. Al mismo tiempo el consumo de sustrato por parte del cultivo tratado era menor que el del control.

The growth of a Saccharomyces cerevisiae culture in cane molasses was evaluated under the action of a variable magnetic field (MF) of high frequency and very low flux density. Cultures growing under MF action were compared against cultures in normal environment (control). Tests were performed in 400ml reactors at 25ºC. The air flux in the reactors was approximately 1 vvm. A 100kHz MF of 250mG was applied for 200s. Results show that the MF can stimulate culture growth with and without aeration and that there is a limit for the stimulation over which growing inhibition appears. Under certain conditions, the culture presents a sort of adaptation to the MF action and the yeast can overcome the inhibition. It was noticed that MF affects substrate consumption, which means that under certain conditions MF treated micro-organisms can make better use of the substrate. Culture aeration interacts with the MF effect on growth and substrate consumption. After application on a single MF treatment to the yeast culture, it was noticed that after 25h the culture showed a 14.4% growth increment compared to the control. Also, substrate consumption by the treated culture was lower than in the control culture.

O crescimento do fermento Saccharomyces cerevisiae em melaço (mel virgem de cana) foi avaliado na presença de um campo magnético (CM) variável de alta freqüência e extremamente baixa intensidade. Compararam-se os resultados obtidos em cultivos crescendo sob a ação do CM e em condições ambientais normais (controles). Fizeram-se ensaios em fermentadores de 400ml, a 25ºC. O fluxo de ar utilizado em cada fermentador foi de aproximadamente 1vvm. O CM, com freqüência de 100kHz e densidade de campo de 250mG foi aplicado por 200s. Os resultados mostraram que o CM pode estimular o crescimento do cultivo sob condições de arejamento e sem elas, mostrando um limite para o efeito de estimulação, por encima do qual se pode apresentar um efeito inibitório sobre o crescimento do cultivo. Sob certas condições, o cultivo apresenta uma espécie de adaptação ao efeito do CM e o fermento pode superar a inibição provocada por este. Observou-se que os CM afetam o consumo de substrato por parte do cultivo, mostrando que sob certas condições os microorganismos tratados podem ter melhor aproveitamento do substrato. O arejamento do cultivo pode interatuar com o efeito dos CM sobre seu crescimento e consumo de substrato. Ao aplicar uma dose de tratamento magnético ao cultivo da levedura, se encontrou que após 25h o cultivo com tratamento apresentava um crescimento 14,4% maior que o cultivo controle. Ao mesmo tempo o consumo de substrato por parte do cultivo tratado era menor que o do controle.

El objetivo del trabajo fue optimizar la relación jarabe/fruta y la concentración de una mezcla de sacarosa y cloruro de calcio (CaCl2) para la deshidratación osmótica de láminas de papaya hawaiana (Carica papaya), tratando de maximizar la pérdida de peso (%PP), la pérdida de humedad (%PH) y la disminución en la actividad acuosa (%PAw). Se utilizó un diseño estadístico de superficies de respuesta para determinar los niveles óptimos de sacarosa, CaCl2 y relación fruta/jarabe. Los resultados mostraron que se puede maximizar los tres parámetros si se utiliza un jarabe con una concentración de sacarosa de 57%, CaCl2 de 0,55g/100ml y una relación jarabe/fruta de 5. Los valores máximos obtenidos fueron PP de 48,29%; PH de 48,2% y PAw de 6,6%.

The object of this work was to optimize the syrup/fruit relation, and the sucrose mixture and calcium chloride (CaCl2) concentrations for osmotic dehydration of Hawaiian papaya slices (Carica papaya), trying to maximize weight loss (%PP), humidity loss (%PH) and decreasing water activity (%PAw). Statistical designs of response surfaces were used to determine the optimum levels of sucrose, CaCl2 and syrup/fruit relation. Results show that the three parameters can be maximized if a syrup is used with a sucrose concentration of 57%, CaCl2 of 0.55g/100ml and a relation syrup/fruit of 5. The maximum values obtained were PP of 48.29%; PH of 48.2% and PAw of 6.6%.

O objetivo do trabalho foi otimizar a relação xarope/fruta e a concentração de uma mistura de sacarose e cloreto de cálcio (CaCl2) para a desidratação osmótica de lâminas de mamão havaiano (Carica papaya), tratando de maximizar a perda de peso (%PP), a perda de umidade (%PH) e a diminuição na atividade aquosa (%PAw). Foi utilizado um desenho estatístico de superfícies de resposta para determinar os níveis ótimos de sacarose, CaCl2 e relação fruta/xarope. Os resultados mostraram que se pode maximizar os três parâmetros se é utilizado um xarope com uma concentração de sacarose de 57%, CaCl2 de 0,55g/100ml e uma relação xarope/fruta de 5. Os valores máximos obtidos foram PP de 48,29%; PH de 48,2% e PAw de 6,6%.