Tuna skin gelatin production: optimization of extraction steps and process scale-up

Abstract

Advantages of fish gelatin production include reduction of environmental impacts from waste, improved functionality, and fewer socio-cultural constraints. The extraction of gelatin from Yellowfin tuna (Thunnus albacares) skin was optimized using response surface methodology. Conditions for acid pretreatment (acetic acid concentration and treatment time) had a significant effect (p < 0.05) on the response variables skin hydration, gelatin extract, gel strength, and gel pH. Conditions for the extraction step (treatment temperature and treatment time) had a significant effect (p < 0.05) on the response variables gelling temperature, melting temperature, and gel strength. Process conditions affected the gel properties, and some effects were confirmed by evaluating the molecular weight profile of extracted proteins obtained through SDS-PAGE. The feasibility of the general extraction process scale-up was evaluated by comparing process yields and characteristics of gelatins, obtained at laboratory and pilot plant scales (scale-up ratio 80:1).

Las ventajas de la producción de gelatina de pescado incluyen la reducción de los impactos ambientales producto de los desechos, una funcionalidad mejorada y menos restricciones socioculturales. La extracción de gelatina de la piel de atún aleta amarilla (Thunnus albacares) se optimizó utilizando la metodología de superficie de respuesta. Las condiciones del pretratamiento ácido (concentración de ácido acético y tiempo de tratamiento) tuvieron un efecto significativo (p < 0.05) sobre las variables respuesta hidratación de la piel, extracto de gelatina, fuerza del gel y pH del gel. Las condiciones de la etapa de extracción (temperatura de tratamiento y tiempo de tratamiento) tuvieron un efecto significativo (p < 0.05) sobre las variables respuesta temperatura de gelificación, temperatura de fusión y fuerza del gel. Las condiciones de proceso afectaron las propiedades de gelificación, y algunos efectos se confirmaron al evaluar los perfiles de peso molecular de las proteínas extraídas, obtenidos por SDS-PAGE. La factibilidad del escalamiento del proceso general de extracción se evaluó comparando los rendimientos del proceso y las características de las gelatinas obtenidas a escala de laboratorio y de planta piloto (relación del escalamiento 80:1).