Nuevo proceso de producción de alimentos.

Un polinucleótido aislado que codifica una asparaginasa hibridable en condiciones de alta severidad al complemento de un polinucleótido de SEQ ID NO:

1 o SEQ ID NO: 2 y que es homólogo al menos en un 80% a un polinucleótido de SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO:

Nuevo proceso de producción de alimentos.

La presente invención se refiere a una nueva enzima y a secuencias de polinucleótidos de nueva identificación que comprenden genes que codifican la nueva enzima. La invención se refiere también a un proceso para la producción de un producto alimenticio que implica al menos un paso de calentamiento en el que se utiliza la nueva enzima, y a productos alimenticios obtenidos por el mismo.

La acrilamida ha sido producida comercialmente desde hace largo tiempo para una diversidad de aplicaciones técnicas y por consiguiente, sus antecedentes toxicológicos están bien evaluados. La acrilamida de utiliza para la producción de poliacrilamida, y el último compuesto de aplica en la producción de agua potable, estabilización de suelos, tratamiento de aguas residuales industriales, la obtención de aceite y aplicaciones de laboratorio.

La acrilamida está considerada como probablemente cancerígena para animales y humanos. En 1991, el Comité Científico sobre la Alimentación ha investigado acrilamida monómera en contacto con materiales alimenticios y en su evaluación se llegó a la conclusión de la acrilamida es un cancerígeno genotóxico. Bergmark et al. (Chem. Res. Toxicol., 10, 78-84 (1997) ) demostraron que la acrilamida es también un componente del humo del tabaco y este fue el primer eslabón entre la formación de acrilamida y el calentamiento de los materiales biológicos. Recientemente, ha sido publicada la existencia de acrilamida en cierto número de alimentos y alimentos preparados en horno (Tareke et al. Chem. Res. Toxicol., 13, 517-522 (2000) ) y esto ha dado como resultado una preocupación mundial. Investigaciones ulteriores han revelado que cantidades considerables de acrilamida son detectables en una diversidad de alimentos comunes cocidos, fritos y preparados en horno, y se demostró que la existencia de acrilamida en los alimentos era resultado del proceso de cocción.

El límite oficial en el Reino Unido para la contaminación por acrilamida en productos alimenticios está establecido en 10 ppb (10 microgramos por kilogramo) y los valores presentados anteriormente exceden en mucho de este valor para una gran cantidad de productos, especialmente cereales, productos de pan y fritos de patata.

La relación entre la dosis administrada de acrilamida y la incidencia de tumores se observó en tests en animales en los cuales se alimentaron ratas con acrilamida a través del agua de bebida y cuya suerte fue seguida durante 2 años (Friedman, H.L. et al., Fundam. Appl. Pharmacol. 85:154-168, M. (1986) y Johnson et al., Toxicol. Appl. Pharmacol. 85:154-168 (1986) ) . Estudio de toxicidad crónica y oncogenicidad sobre acrilamida incorporada en el agua de bebida de 344 ratas Fischer.

Cuando se combinaron estos datos con los resultados recogidos en Tareke et al. en los cuales se estudió la acrilamida unida a hemoglobin- (N- (2-carbamoiletil) valina) en función de una dieta que contenía acrilamida para ratas, se calculó que la absorción diaria de acrilamida es 1, 6 μg acrilamida/kg, correspondiendo a un riesgo de cáncer de 7 * 10^{- 3} para humanos por exposición a largo plazo.

Un camino para la formación de acrilamida a partir de aminoácidos y azúcares reductores como resultado de la reacción de Maillard ha sido propuesto por Mottram et al. Nature 419-448 (2002) . De acuerdo con esta hipótesis, la acrilamida puede formarse durante la reacción de Maillard. Durante la cocción y el asado, la reacción de Maillard es principalmente responsable del color, olor y sabor. Una reacción asociada con la de Maillard es la degradación de Strecker de los aminoácidos y se propuso un camino para acrilamida. La formación de acrilamida se hacía detectable cuando la temperatura sobrepasaba 120ºC, y la tasa de formación máxima se observaba aproximadamente a 170ºC. Cuando estaban presentes asparagina y glucosa, pudieron observarse los niveles máximos de acrilamida, mientras que glutamina y ácido aspártico daban sólo como resultado cantidades traza. El hecho de que la acrilamida se forma principalmente a partir de asparagina y glucosa puede explicar los altos niveles de acrilamida en productos basados en plantas cocidas o asadas en horno, por ejemplo. Se sabe que varias materias primas vegetales contienen niveles sustanciales de asparagina. En las patatas, la asparagina es el aminoácido libre dominante (940 mg/kg, correspondiente al 40% del contenido total de aminoácidos) y en el harina de trigo, la asparagina está presente a un nivel de aproximadamente 167 mg asparagina/kg harina, correspondiendo al 14% del conjunto total de aminoácidos libres (Belitz y Grosch en Food Chemistr y -Springer, Nueva York, 1999) .

Por consiguiente, en el interés de la salud pública, existe una necesidad urgente de productos alimenticios que tengan niveles sustancialmente menores de acrilamida o, preferiblemente, estén exentos de la misma. En el primer caso, se han iniciado actividades de investigación a fin de descifrar el mecanismo de la formación de acrilamida en los productos alimenticios. Hasta ahora, los resultados de las mismas no han conducido todavía a una solución satisfactoria del problema. En segundo lugar, las empresas alimentarias están investigando acerca de las posibilidades de evitar la formación de acrilamida por disminución de la temperatura de los procesos de cocción y asado en horno. Por supuesto, estas actuaciones darán inherentemente como resultado productos alimenticios con propiedades de sabor alteradas (menos productos de Maillard) y estas adaptaciones llevan consigo el riesgo de una contaminación microbiana incrementada, por ejemplo por Salmonella.

La presente invención proporciona un proceso para la producción de un producto alimenticio que implica al menos un paso de calentamiento, que comprende añadir una nueva asparaginasa como se define en otro aspecto de la invención a una forma intermedia de dicho producto alimenticio en dicho proceso de producción en el cual se añade asparaginasa antes de dicho paso de calentamiento en una cantidad que es eficaz para reducir el nivel de asparagina que está presente en dicha forma intermedia de dicho producto alimenticio, estando dicha asparagina implicada en la forma de acrilamida durante dicho paso de calentamiento.

Una forma intermedia de producto alimenticio se define en esta memoria como cualquier forma que aparece durante el proceso de producción antes de la obtención de la forma final del producto alimenticio. La forma intermedia puede comprender las materias primas individuales utilizadas y/o mezclas de las mismas y/o mezclas con aditivos y/o adyuvantes de proceso, o forma procesada subsiguientemente a partir de aquéllas. Por ejemplo, para el producto alimenticio pan, las formas intermedias comprenden por ejemplo trigo, harina de trigo, la mezcla inicial de la misma con otros ingredientes del pan tales como por ejemplo agua, sal, levadura y composiciones mejoradoras del pan, la masa mezclada, la masa batida, la masa leudada y la masa parcialmente cocida.

El producto alimenticio puede estar hecho de al menos una materia prima que es de origen vegetal, por ejemplo patata, tabaco, café, cacao, arroz, cereal, por ejemplo trigo, centeno, maíz común, maíz dulce, cebada, sémola, alforfón y avena. El término trigo, aquí y en lo sucesivo tiene por objeto abarcar todas las especies conocidas del género Triticum, por ejemplo aestivum, durum y/o spelta. Se incluyen también en el alcance de esta invención productos alimenticios hechos de más de una materia prima, por ejemplo productos alimenticios que comprenden a la vez trigo (harina) y patata.

Ejemplos de productos alimenticios en los cuales puede ser adecuado el proceso de acuerdo con la invención son cualesquiera productos basados en harina - por ejemplo pan, productos de repostería, pasteles, galletas saladas, donuts, torta de miel holandesa, galletas, pan de jengibre, torta de jengibre, y pan tostado - y cualesquiera productos basados en patata - por ejemplo patatas fritas a la francesa, pommes frites (sic) , chips de patata, y croquetas.

Se sabe que las materias primas que se han citado arriba contienen cantidades sustanciales de aminoácidos que están implicados en la formación de acrilamida durante el paso de calentamiento del proceso de producción. Alternativamente, estos aminoácidos pueden originarse de otras fuentes distintas de las materias primas, v.g. a partir de hidrolizados de proteínas, tales como extractos de levadura, hidrolizado de soja, hidrolizado de caseína, y análogos, que se utilizan como aditivo en el proceso de producción de los alimentos. Un proceso de producción preferido es la cocción del pan y otros productos horneados de harina... [Seguir leyendo]

1. Un polinucleótido aislado que codifica una asparaginasa hibridable en condiciones de alta severidad al complemento de un polinucleótido de SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2 y que es homólogo al menos en un 80% a un polinucleótido de SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2.

2. Un polinucleótido aislado de acuerdo con la reivindicación 1 que puede obtenerse a partir de un hongo filamentoso.

3. Un polinucleótido aislado de acuerdo con la reivindicación 2 que puede obtenerse a partir de Aspergillus niger.

4. Un polinucleótido aislado que codifica una asparaginasa que comprende una secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 3 o equivalentes funcionales de la misma, que tienen la actividad de asparaginasa y que son homólogos al menos en un 80% a SEQ ID NO: 3.

5. Un polinucleótido aislado que codifica al menos un dominio funcional que tiene actividad de asparaginasa de una asparaginasa que comprende una secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3 o equivalentes funcionales de la misma, que tiene actividad de asparaginasa y que es al menos homólogo en un 80% a SEQ ID NO: 3.

6. Un polinucleótido aislado que comprende una secuencia de nucleótidos de SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2 o equivalentes funcionales de la misma que es al menos 80% homólogo a SEQ ID NO: 1 ó 2, que codifica una asparaginasa.

7. Un polinucleótido aislado constituido por SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2.

8. Un vector que comprende una secuencia de polinucleótidos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7.

9. Un vector de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicha secuencia de polinucleótidos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7 está enlazado operativamente con secuencias reguladoras adecuadas para la expresión de dicha secuencia de polinucleótidos en una célula hospedadora adecuada.

10. Un vector de acuerdo con la reivindicación 9, en donde dicha célula hospedadora adecuada es un hongo filamentoso.

11. Un método para fabricar un polinucleótido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o un vector de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-10 que comprende los pasos de cultivar una célula hospedadora transformada con dicho polinucleótido o dicho vector y aislar dicho polinucleótido o dicho vector de dicha célula hospedadora.

12. Una asparaginasa aislada con una secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3 o equivalentes funcionales de la misma que tiene (n) actividad de asparaginasa y que es/son al menos 80% homólogos a SEQ ID NO: 3.

13. Una asparaginasa aislada de acuerdo con la reivindicación 12, que puede obtenerse a partir de Aspergillus niger.

14. Una asparaginasa aislada que puede obtenerse por expresión de un polinucleótido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o un vector de acuerdo con la reivindicaciones 8-10 en una célula hospedadora adecuada, v.g. Aspergillus niger.

15. Asparaginasa recombinante que comprende un dominio funcional que tiene actividad de asparaginasa de una cualquiera de las asparaginasas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12-14.

16. Un método para fabricar una asparaginasa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12-15 que comprende los pasos de transformar una célula hospedadora adecuada con un polinucleótido aislado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o un vector de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-10, cultivar dicha célula en condiciones que permitan la expresión de dicho polinucleótido, y opcionalmente purificar el polipéptido codificado a partir de dicha célula o medio de cultivo.

17. Una célula hospedadora recombinante en la cual o en un antepasado de la cual se ha introducido, por medio de técnicas de DNA recombinante, un polinucleótido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o un vector de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-10.

18. Una célula hospedadora recombinante de acuerdo con la reivindicación 17 que expresa un polipéptido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12-15.

19. Proceso para la producción de un producto alimenticio que implica al menos un paso de calentamiento, que comprende añadir una asparaginasa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12-15 a una forma intermedia de dicho producto alimenticio en dicho proceso de producción, en el cual la asparaginasa se añade antes de dicho paso de calentamiento en una cantidad que es eficaz para reducir el nivel de asparagina que está presente en dicha forma intermedia de dicho producto alimenticio, estando implicada la asparagina en la formación de acrilamida durante dicho paso de calentamiento.

20. Proceso de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el producto alimenticio está hecho de al menos una materia prima de origen vegetal.

21. Proceso de acuerdo con la reivindicación 20, en donde la materia prima de la planta es harina de cereales, preferiblemente harina de trigo o patata.

22. Un producto alimenticio que puede obtenerse por el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19-21.