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Los métodos de obtención de la fracción celular consisten en separar la sangre entera con anticoagulante en fracción plasmática (plasma) y fracción celular mediante centrifugación. El rendimiento de obtención de fracción celular tras el proceso de separación es de aproximadamente un 40% de la sangre entera (CSIRO, 2003). La fracción celular es la parte de la sangre constituida por los eritrocitos o glóbulos rojos y, en menor proporción, por los leucocitos o glóbulos blancos y las plaquetas. Los eritrocitos contienen la hemoglobina, que representa el 90% de las proteínas de la fracción celular. Para recuperar la hemoglobina del interior de los eritrocitos es necesario aplicar un tratamiento de hemólisis, mediante homogeneización a alta presión o por ultrasonicación, seguido de una etapa de centrifugación opcional para separar el estroma. La hemoglobina es una proteína conjugada constituida por una parte proteica, compuesta por 4 subunidades (globinas) que tienen asociado un grupo hemo no proteico en el que hay un átomo de hierro. El grupo hemo es el responsable del color de la sangre. Muchos estudios han indicado que tanto la sangre entera como la fracción celular son buenas fuentes de suplementación de hierro, principalmente debido a la elevada biodisponibilidad que presenta el hierro hémico (Ofori y Hsieh, 2012).
Las proteínas de la sangre, sobre todo las del plasma (como la albúmina, fibrinógeno y globulina), tienen propiedades tecnológicas relevantes como capacidad de gelificación, espumante y emulsionante, lo que ha motivado el uso de productos derivados de la sangre como ingredientes con valor añadido por parte de la industria alimentaria, y también como suplementos dietéticos (Hsieh y Ofori, 2011). Sin embargo, con respecto a la fracción celular no hay tantas aplicaciones desarrolladas como en el caso del plasma, debido al grupo hemo que confiere un color rojo oscuro y un flavor indeseado a los productos cuando se incorpora y esto limita su utilización y la dosis de aplicación, que suele estar restringida a un 0,5-2% del producto.
Para evitar los efectos adversos sensoriales de la adición de la hemoglobina o la fracción celular, se han desarrollado varios métodos de decoloración. Estos incluyen el blanqueo con peróxido de hidrógeno y la separación del pigmento hemo de la globina mediante extracción con acetona acidificada; o por absorción con agentes como la carboximetilcelulosa o el alginato sódico. Sin embargo, estos procesos no han sido ampliamente utilizados a nivel industrial debido al coste y algunos de ellos, en particular el blanqueo, pueden reducir el valor nutricional de la sangre (Ofori y Hsieh, 2012). Una posible alternativa es eliminar el grupo hemo a través de tratamientos de hidrólisis enzimática (Toldrà et al., 2011), con diferentes tipos de enzimas proteolíticas, para producir globina decolorada o hidrolizados proteicos, que está descrito que pueden tener buenas propiedades nutricionales o tecnológicas, o bien ser fuente de péptidos bioactivos con actividades fisiológicas o beneficiosas para la salud, como por ejemplo: actividades antioxidante, antihipertensiva, analgésica o opiácea, entre otros, que pueden ser utilizados como ingredientes en alimentos funcionales, así como actividad antibacteriana que se podría aprovechar para ser utilizados como aditivos conservantes (Hsieh y Ofori, 2011; Toldrà et al., 2011).
Figura 1. Principales productos derivados de la fracción celular de la sangre de matadero.
Por otra parte, otra posible aplicación de la fracción celular en la industria cárnica es utilizarla como un potenciador del color para salchichas y otros productos cárnicos. También se puede utilizar directamente la hemoglobina como pigmento rojo natural de origen cárnico. El color de la hemoglobina depende directamente del estado de oxigenación/oxidación del hierro hémico. La oxihemoglobina es de color rojo brillante, pero cuando se oxida pasa a metahemoglobina, que tiene un color marrón indeseable. Las tecnologías que se utilizan a nivel industrial para conservar este producto, como la deshidratación, favorecen la oxidación de la hemoglobina en metahemoglobina, proceso que puede continuar durante el almacenamiento del polvo. Por lo tanto, previamente, hay que estabilizar la hemoglobina para prevenir la accesibilidad del oxígeno al hierro hémico, reducir la autooxidación y así poder utilizarla como colorante rojo natural (Ofori y Hsieh, 2012; Parés et al., 2011). En esta línea, se han llevado a cabo diversos estudios para obtener productos derivados de la hemoglobina mediante la utilización de agentes antioxidantes y reductores, como el ácido ascórbico, la dextrina, la glucosa, y la L-cisteína y sustancias quelantes, capaces de formar complejos al reaccionar con el grupo hemo, como el ácido nicotínico y la nicotinamida. Los mejores resultados en la prevención de la autooxidación durante el secado por atomización y también del oscurecimiento oxidativo que se produce durante el almacenamiento del producto en polvo se han observado con la derivatización química de la hemoglobina con la utilización combinada de agentes quelantes y agentes reductores (Toldrà et al., 2000; Saguer et al., 2003; Salvador et al., 2009), a pesar de que el reto es mejorar la estabilidad de este colorante frente a los tratamientos térmicos y las condiciones de pH ácido de muchos productos cárnicos, sobre todo en aquellos que no contengan nitritos.
A pesar de las metas tecnológicas que se han logrado en el campo del aprovechamiento de la sangre animal y sus fracciones como ingredientes nutricionales y/o aditivos tecnofuncionales para la industria alimentaria, las proteínas procedentes del plasma sanguíneo y de la fracción celular todavía están bastante infrautilizadas.
