Un hidrolizado de proteínas que comprende péptidos en el que la fracción molar de péptidos (%) que poseen una prolina carboxi terminal es más de dos veces la fracción molar (%) de prolina en el sustrato proteico usado para generar el hidrolizado

Hidrolizados proteicos enriquecidos en péptidos que tienen un resto de prolina carboxi terminal.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a hidrolizados de proteínas, a un método para producir los hidrolizados y al uso de estos hidrolizados.

Antecedentes de la invención

Los hidrolizados enzimáticos de leche de vaca o fracciones de leche de vaca tienen aplicación limitada solamente a la industria alimentaria. No obstante, estos hidrolizados ocupan interesantes nichos en el mercado, según se evidencia por el gran volumen de bibliografía que describe y reivindica procesos optimizados para obtener tales hidrolizados. La leche o las fracciones de leche son sometidas a enzimas que tienen actividad proteolítica, para producir los hidrolizados principalmente para minimizar la alergenicidad del producto, facilitar la absorción gastrointestinal ofreciendo un concentrado fácilmente asimilable, y para estabilizar las proteínas en productos ácidos frente a la precipitación durante periodos prolongados de almacenamiento.

Aunque reducir el peso molecular de las proteínas de la leche es una práctica comúnmente aceptada para producir estos efectos beneficiosos, la hidrólisis enzimática de las proteínas de la leche tiene desventajas. Los aspectos negativos de incubar la leche con enzimas incluyen la digestión proteolítica incompleta, un sabor amargo cada vez mayor hasta la disminución de la longitud de los fragmentos de péptidos, rendimientos disminuidos del producto final debido a los requisitos de las etapas de purificación, y cambios de sabor desagradables causados por altos niveles de aminoácidos libres.

La degradación uniforme y completa de todas las fracciones de la leche vía incubación con endoproteasas es frecuentemente difícil de obtener. Por ejemplo, la beta-lactoglobulina es conocida por ser una proteasa resistente y la digestión parcial de esta molécula puede conducir a reacciones inmunogénicas inesperadamente fuertes para fórmulas para lactantes, así como las visibles precipitaciones de proteínas en productos tales como las bebidas ácidas para deportistas. Para garantizar la ausencia de proteínas inapropiadamente digeridas en un hidrolizado de proteínas, generalmente se requiere una etapa de ultrafiltración final para la eliminación, a partir del hidrolizado, de cualesquiera fragmentos peptídicos grandes que quedan. La etapa indispensable de eliminar del hidrolizado estos fragmentos proteicos parcialmente digeridos reduce inevitablemente el rendimiento del producto de la digestión final, aumentando de ese modo los costes de producción.

La antigenicidad de las proteínas puede ser superada digiriendo las proteínas hasta péptidos que tengan solamente 8-10 restos de aminoácidos, pero los péptidos creados por tal amplia digestión proteolítica pueden ser muy amargos. La explicación general para este fenómeno es que los péptidos más pequeños con un alto contenido de aminoácidos hidrófobos promueven sabores amargos. La naturaleza de la materia prima proteica usada, el tipo de enzimas proteolíticas usadas para la digestión y la longitud de los péptidos obtenidos determinan en gran medida el grado de amargor asociado con el hidrolizado final. Por ejemplo, se sabe que la caseína, la cual contiene muchos aminoácidos hidrófobos, genera hidrolizados mucho más amargos que las proteínas del suero.

En operaciones industriales, el desamargado de los hidrolizados de proteínas es llevado a cabo mediante la eliminación selectiva de los péptidos amargos usando carbono activado o adsorción a resina hidrófoba. La reducción concomitante del rendimiento durante tales etapas de eliminación incrementa el coste del producto final. Además, este proceso tiene un impacto negativo sobre el valor nutricional del producto final, ya que varios aminoácidos nutricionalmente indispensables pueden perderse debido a su naturaleza hidrófoba, incluyendo triptófano, leucina, fenilalanina e isoleucina. Así, desamargar por esta vía es propenso a producir hidrolizados deficientes en estos aminoácidos nutricionalmente importantes.

El desamargado también se puede lograr sometiendo a los hidrolizados a exopeptidasas. En este enfoque, los aminoácidos amino terminales y carboxi terminales son liberados a partir de péptidos en un intento de reducir su hidrofobia global. La exposición de los péptidos a exoproteasas no selectivas desafortunadamente da como resultado la liberación de cantidades incontrolables de aminoácidos libres en el hidrolizado final. El calentamiento subsiguiente de tales hidrolizados que contienen aminoácidos libres, según se requiere para la esterilización o el secado por pulverización, genera frecuentemente sabores desabridos vía reacciones de Maillard. Además, los altos niveles de aminoácidos libres creados por las exoproteasas pueden incrementar el valor osmótico del producto hidrolizado final hasta niveles que puedan causar diarrea osmótica.

Por lo tanto, la producción de hidrolizados de proteínas representa un compromiso entre los pros y los contras de la digestión proteolítica. La práctica actual es optimizar la digestión enzimática de sustratos de proteínas para los requisitos particulares de una categoría de productos. Por ejemplo, los hidrolizados de proteínas destinados a lactantes verdaderamente alérgicos requieren una amplia digestión proteolítica, seguida de una rigurosa eliminación de cualesquiera fragmentos peptídicos de gran peso molecular que queden. Por el contrario, los productos diseñados para adultos, quienes raramente exhiben alergias a la leche bovina, típicamente contienen hidrolizados en los cuales la longitud media de los hbox{péptidos se incrementa para minimizar la posibilidad de sabores rancios y maximizar el rendimiento del producto.}

Todas las principales proteínas de la leche, tales como beta-caseína, beta-lactoglobulina y alfa-lactoalbilmina, así como las fracciones de proteína vegetal obtenidas a partir de, por ejemplo, aislados de soja, proteínas de arroz y gluten de trigo, son considerados compuestos antigénicos importantes. De este modo, la digestión enzimática de estas proteínas de leche y cereales hasta pesos moleculares por debajo de 3000 Da es considerada importante para minimizar la alergenicidad. La fracción de beta-lactoglobulina en suero es especialmente considerada como un importante alérgeno porque esta proteína no está presente en la leche humana y se ha probado que la digestión proteolítica de la beta-lactoglobulina es difícil. Las fórmulas para lactantes que contienen hidrolizados de proteínas que son ampliamente hidrolizadas contienen típicamente altos niveles de aminoácidos libres, los cuales son indicativos de sabor subóptimo y elevadas osmolalidades. Evaluaciones recientes de productos para fórmulas para lactantes hidrolizados, actualmente comercializados, han mostrado que la mayoría de ellos aún contienen materiales inmunogénicos a base de suero. Esta observación indica que se continúa demandando nuevas mezclas enzimáticas que conduzcan a hidrolizados mejorados a más bajo coste.

Los hidrolizados de proteínas en productos destinados a consumidores con necesidades no médicas, por ejemplo atletas, o personas con una dieta para adelgazar, deben ser personalizados para proporcionar características de buen sabor. Bajo estas circunstancias, la alta palatabilidad así como los aspectos físico-químicos, tales como solubilidad bajo condiciones ácidas, son de importancia primordial. Productos en esta categoría, incluyendo los jugos de frutas fortificados y las bebidas para deportistas, se centran, entre otros, en la suplementación con arginina y glutamina para mejorar la salud del consumidor. Las bebidas para deportistas, por ejemplo, sirven para mejorar la resistencia física y la recuperación de un atleta después del ejercicio prolongado de alta intensidad. Fuentes de proteínas de cereal ricas en glutamina, como el gluten de trigo, o fuentes de proteínas ricas en arginina, como la proteína del arroz y los aislados de soja, han sido consideradas como alternativas a las proteínas de la leche para satisfacer las necesidades de suplementación de productos ácidos relacionados con la salud. Sin embargo, tales proteínas de cereal, particularmente el gluten de trigo, muestran solubilidades muy pobres a valores de pH más ácidos, es decir, aquellos por encima de 4, significando que los hidrolizados de gluten completamente solubles son difíciles de obtener.

Debido a la influencia negativa sobre el coste del producto y la calidad asociada con la hidrólisis de proteína, en publicaciones anteriores se han descrito diversas mezclas...

1. Un hidrolizado de proteínas que comprende péptidos en el que la fracción molar de péptidos (%) que poseen una prolina carboxi terminal es más de dos veces la fracción molar (%) de prolina en el sustrato proteico usado para generar el hidrolizado.

2. Un hidrolizado de proteínas según la reivindicación 1, en el que la fracción molar de péptidos (%) que poseen una prolina carboxi terminal es al menos tres veces la fracción molar (%) de prolina en la proteína.

3. Un hidrolizado de proteínas según la reivindicación 1 ó 2, en el que la longitud peptídica media es de 3 a 9 aminoácidos.

4. Un hidrolizado de proteínas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos se hidroliza el 10% del sustrato proteico, preferiblemente en el que se hidroliza de 20 a 90% del sustrato proteico.

5. Un hidrolizado de proteínas según la reivindicación 1, que es un hidrolizado de suero y que comprende péptidos en el que la fracción molar de péptidos que poseen una prolina carboxi terminal es al menos 8%, preferiblemente al menos 15%, más preferiblemente de 30 a 70%.

6. Un hidrolizado de proteínas según la reivindicación 1, que es un hidrolizado de caseína y que comprende péptidos en el que la fracción molar de los péptidos que poseen una prolina carboxi terminal es al menos 25%, preferiblemente de 30 a 70%.

7. Un hidrolizado de proteínas según la reivindicación 1, que es un hidrolizado de soja y que comprende péptidos en el que la fracción molar de los péptidos que poseen una prolina carboxi terminal es al menos 20%, preferiblemente de 30 a 70%.

8. Un hidrolizado de proteínas según la reivindicación 1, que es un hidrolizado de gluten y que comprende péptidos en el que la fracción molar de los péptidos que poseen una prolina carboxi terminal es al menos 20%, preferiblemente de 30 a 70%.

9. Uso de un hidrolizado de proteínas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en un alimento o bebida.

10. Uso según la reivindicación 9, en el que el alimento o bebida comprende de 5% a 10% (p/v) del hidrolizado de proteínas.

11. Uso según la reivindicación 9 ó 10, en el que el alimento tiene un amargor reducido y/o baja antigenicidad.

12. Uso según la reivindicación 11, en el que el alimento comprende una fórmula para lactantes.

13. Un método para producir enzimáticamente un hidrolizado de proteínas a partir de un sustrato proteico, en el que el sustrato proteico se incuba con una endoproteasa específica de prolina para producir un hidrolizado de proteínas que comprende péptidos en el que la fracción molar de péptidos (%) que poseen una prolina carboxi terminal es más de dos veces la fracción molar (%) de prolina en el sustrato proteico usado para generar el hidrolizado.

14. Un método según la reivindicación 13, en el que el sustrato proteico se incuba secuencialmente o concomitántemente con la endoproteasa específica de prolina y otra endoproteasa.

15. Un método según la reivindicación 13, en el que el sustrato proteico se incuba secuencialmente o concomitántemente con la endoproteasa específica de prolina y la otra endoproteasa que es una serina o una metalo-endoproteasa o una combinación de una serina y una metalo-endoproteasa.

16 Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el hidrolizado de proteínas se recupera sin una etapa de ultrafiltración o de microfiltración.

17. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el sustrato proteico se incuba con una composición enzimática que comprende una endoproteasa específica de prolina, subtilisina, y carboxipeptidasa.

18. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que, en el hidrolizado de proteínas, la fracción molar de péptidos (%) que poseen una prolina carboxi terminal es más de dos veces la fracción molar (%) de prolina en el sustrato proteico.

19. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, en el que al menos se usan 150 mili-unidades de endoproteasa específica de prolina por gramo de sustrato, preferiblemente al menos 1 unidad de endoproteasa específica de prolina.

20. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19, en el que la endoproteasa específica de prolina tiene un pH óptimo por debajo de 7.

21. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, en el que se usa una endoproteasa específica de prolina de A. niger.

22. Una composición enzimática que comprende una endoproteasa específica de prolina, siendo capaz la composición de producir un hidrolizado de proteínas que comprende péptidos, en el que la fracción molar de péptidos (%) que poseen una prolina carboxi terminal es al menos dos veces la fracción molar (%) de prolina en la proteína o un hidrolizado como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, con lo que la endoproteasa específica de prolina tiene un peso molecular de 66,6 kDalton, un IEP de pH 4,2 y pH óptimo de 5,0.

23. Una composición enzimática según la reivindicación 22, en la que la composición comprende además al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en subtilisina y carboxipeptidasa.

24. Un producto alimentario que comprende un hidrolizado de proteínas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 u obtenible mediante un método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21.