COMPOSICIÓN DE PROTEINAS DE GUISANTE.

Composición de proteínas de guisante, caracterizada porque presenta:

- un contenido de proteínas en materia seca de al menos un 60% en peso, preferiblemente comprendido entre 60 y 95% en peso, - un perfil de distribución de pesos moleculares constituido por: - de 1 a 8%, preferiblemente de 1,5 a 3%, de proteínas de más de 100.000 Da, - de 20 a 55%, preferiblemente de 25 a 55%, de proteínas de más de 15.000 y de como máximo 100.000 Da, - de 15 a 30% de proteínas de más de 5.000 y de como máximo 15.000 Da, y - de 25 a 50%, preferiblemente de 25 a 45%, de proteínas de como máximo 5.000 Da, - un contenido de proteínas solubles, expresado según un ensayo de medida de la solubilidad en agua de las proteínas, comprendido entre 20 y 85%, preferiblemente comprendido entre 20 y 65%

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La presente invención se refiere a una composición de proteínas de guisante de alto contenido de proteínas caracterizada por su perfil de distribución de pesos moleculares y su contenido de proteínas solubles.

En el sentido de la invención, se entiende por “alto contenido de proteínas” un contenido de proteínas en materia seca de al menos un 60% en peso, preferiblemente comprendido entre 60 y 95%.

La presente invención se refiere igualmente a una composición de proteínas de guisante caracterizada por su solubilidad en función del pH, su bajo contenido de materias grasas extraíbles y su bajo contenido de factores antitripsínicos.

El guisante es la leguminosa de granos ricos en proteína que, desde los años 70, está más desarrollada en Europa y principalmente en Francia, especialmente como recurso proteico para la alimentación animal, pero también para la alimentación humana.

Las proteínas de guisante están constituidas, como todas las proteínas de leguminosas, por tres clases de proteínas: globulinas, albúminas y las proteínas denominadas “insolubles”.

Las proteínas solubles del guisante (o sea un 85% de las proteínas totales) reúnen:

- globulinas (leguminas, vicilinas y convicilinas) que son las proteínas de reserva principales de la planta, y

- albúminas, que están constituidas por moléculas que tienen un papel funcional en el grano (mayoritariamente las albúminas PA1 y PA2).

Una clase minoritaria, que representa un 15% de las proteínas del grano, está constituida por proteínas insolubles. Esta fracción raramente se tiene en cuenta en la bibliografía a causa de las dificultades encontradas para su análisis.

La primera clase de proteínas solubles son las globulinas, solubles en soluciones acuosas alcalinas y que representan entre un 65 y un 80% de las proteínas de guisante.

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Agrupan dos proteínas principales (legumina y vicilina) y una tercera presente en menor cantidad (convicilina).

La relación vicilina/legumina varía de 0,5 a 1,7, con una media de 1,1.

Las globulinas contienen una gran cantidad de arginina, ácido aspártico y ácido glutámico.

Las leguminas son proteínas hexaméricas de 360 a 410 kDa compuestas por 6 subunidades bicatenarias de 60 kDa.

Las vicilinas son proteínas triméricas cuya masa varía de 150 a 200 kDa.

Las convicilinas presentan una estructura tetramétrica y sus péptidos constitutivos tienen una masa de aproximadamente 74 kDa. La forma final de la proteína tiene una masa de aproximadamente 280 kDa.

La segunda clase de proteínas solubles son las albúminas, proteínas de bajo peso molecular solubles en agua.

Las albúminas representan generalmente entre un 20 y un 35% de las proteínas extraíbles del cotiledón e incluyen la mayoría de proteínas enzimáticas y metabólicas (se agrupan en esta familia aproximadamente 100 proteínas diferentes).

Las albúminas son ricas en aminoácidos sulfurados y en lisina.

Las dos albúminas mayoritarias (PA1 y PA2), de masa 8 a 10 kDa y de masa 22 a 26 kDa, representan un 34% de la fracción de albúminas totales (aproximadamente un 17% cada una).

Su composición en aminoácidos es más equilibrada con respecto a la de globulinas, de ahí la mejor calidad nutricional de las albúminas.

Las demás proteínas biológicamente activas clasificadas entre las albúminas son: lipooxigenasas (catalizadores de la oxidación de alquenos y especialmente de ácidos grasos), lectinas (por su capacidad de aglutinar moléculas glucídicas) e inhibido-res de proteasas.

En el guisante, los inhibidores de proteasas más abundantes son los inhibidores de serinproteasas, y más particularmente los

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inhibidores tripsínicos. Estas son proteínas de bajo peso molecular (aproximadamente 16 kDa), ricas en cisteína implicada en numerosos puentes disulfuro.

Estos inhibidores son proteínas o polipéptidos que se ligan de manera específica y estable con enzimas proteolíticas e impiden su funcionamiento. Estas reducen por tanto el valor nutricional de los alimentos.

La calidad de las composiciones de proteínas de guisante, investigada por sus aplicaciones en alimentación humana y animal, está basada en las propiedades funcionales de las proteínas constitutivas de dichas composiciones tomadas individualmente.

Estas propiedades funcionales son su capacidad de ligarse con agua, de ligarse con materias grasas, su potencia espumante, dispersante, gelificante, emulsionante, su solubilidad y su termoestabilidad.

En función del tipo de proteínas, las propiedades de las composiciones proteicas son diferentes, y cambian esencialmente en función de ciertos parámetros tales como, por ejemplo, la temperatura ambiente o el pH.

Aparece así en la bibliografía que, en función de los requisitos técnicos, deben ajustarse las propiedades de las composiciones proteicas de manera selectiva mediante la elección de parámetros de fabricación muy particulares.

Estos parámetros de fabricación favorecen entonces la presencia de una u otras proteínas constitutivas de guisante (por ejemplo, albúminas o globulinas) en las composiciones proteicas consideradas.

Se deduce de lo precedente que el uso de composiciones de proteínas de guisante en aplicaciones alimentarias en el hombre y el animal es función de su modo de preparación.

Estos modos de preparación conducen clásicamente a la obtención de “concentrados de proteínas de guisante” o de “aislamientos de proteínas de guisantes”, cuando el procedimiento de extracción no se detiene en la preparación sólo de la harina (véase la revisión de J. GUEGUEN de 1983 en “Proceedings of eu

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ropean congress on plant proteins for humain food” (3-4) pág. 267 - 304).

Los concentrados y aislamientos de proteínas de guisante se definen en la revisión de J. GUEGUEN con respecto a su contenido de proteínas:

- se describe que los concentrados de proteínas de guisante presentan un contenido de proteínas totales de 60 a 75% en seco, y

- se describe que los aislamientos de proteínas de guisante presentan un contenido de proteínas totales de 90 a 95% en seco,

expresándose el % en contenido de nitrógeno N x 6,25 (véase la revisión de M. SORAL-SMIETANA et al. en “Polish Journal of food and nutrition Sciences”, 1998, vol. 7/48 n° 2, pág. 193 200).

Se han usado clásicamente dos vías para extraer los aislamientos y concentrados de proteínas de guisante: la vía húmeda y la vía seca.

El uso de la vía húmeda (mediante extracción alcalina y precipitación ácida o ultrafiltración) para la extracción de proteínas de guisante sólo se postula por los expertos en la materia para la obtención de aislamientos de proteínas.

Efectivamente, la baja cantidad de carbohidratos solubles no permite el uso de la vía húmeda para la obtención de concentrados de proteínas de guisante.

Estos procedimientos de obtención de aislamientos de proteínas de guisante son a menudo privilegiados, puesto que conducen a composiciones que contienen menos factores antinutricionales.

El uso de la vía seca, concretamente los procedimientos de clasificación por aire, permite la obtención de concentrados de proteínas de guisante.

No es por tanto posible disponer de un procedimiento único que permita preparar simultáneamente aislamientos y concentrados de proteínas de guisante.

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Se obtienen entonces composiciones de proteínas de comportamiento diferente, especialmente en el ámbito de su solubilidad en agua en función del pH.

Efectivamente, el perfil de solubilidad en agua de los aislamientos y los concentrados de proteínas de guisante (albúminas así como globulinas) depende del pH de la solución acuosa, dados los valores de sus pH isoeléctricos (o pHi) respectivos.

Por ejemplo, los aislamientos de proteínas de guisante presentan clásicamente una excelente solubilidad a pH alcalino y en los intervalos...

1. Composición de proteínas de guisante, caracterizada porque presenta:

- un contenido de proteínas en materia seca de al menos un 60% en peso, preferiblemente comprendido entre 60 y 95% en peso,

- un perfil de distribución de pesos moleculares constituido por:

- de 1 a 8%, preferiblemente de 1,5 a 3%, de proteínas de más de 100.000 Da,

- de 20 a 55%, preferiblemente de 25 a 55%, de proteínas de más de 15.000 y de como máximo 100.000 Da,

- de 15 a 30% de proteínas de más de 5.000 y de como máximo 15.000 Da, y

- de 25 a 50%, preferiblemente de 25 a 45%, de proteínas de como máximo 5.000 Da,

- un contenido de proteínas solubles, expresado según un ensayo de medida de la solubilidad en agua de las proteínas, comprendido entre 20 y 85%, preferiblemente comprendido entre 20 y 65%.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque su solubilidad acuosa está:

- comprendida entre 10 y 20% a pH 4,

- comprendida entre 15 y 50%, preferiblemente comprendida entre 20 y 45%, a pH 6.

3. Composición según una u otra de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque su contenido de materias grasas extraíbles está comprendido entre 0,3 y 5%, preferiblemente comprendido entre 0,3 y 3% en peso, más preferiblemente comprendido entre 0,3 y 1,5%.

4. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque su contenido de factores antitripsínicos está comprendido entre 2 y 5,5 UIT/mg.

5. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque presenta un perfil de distribución de pesos moleculares constituido por:

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- de 20 a 40%, preferiblemente de 25 a 35%, de proteínas de más de 15.000 y de cómo máximo 100.000 Da,

- de 15 a 30%, preferiblemente de 20 a 30%, de proteínas de más de 5.000 y de cómo máximo 15.000 Da, y

- de 40 a 50%, preferiblemente de 40 a 45%, de proteínas de cómo máximo 5.000 Da,

- un contenido de proteínas solubles, determinado según un ensayo de medida de la solubilidad en agua de las proteínas, comprendido entre 40 y 85%, preferiblemente comprendido entre 60 y 65 %.

6. Composición según la reivindicación 5, caracterizada porque su solubilidad acuosa está:

- comprendida entre 10 y 15%, preferiblemente comprendida entre 10 y 13,5%, a pH 4,

- comprendida entre 25 y 50, preferiblemente comprendida entre 40 y 45%, a pH 6.

7. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque presenta un perfil de distribución de pesos moleculares constituido por:

- de 40 a 55%, preferiblemente de 50 a 55%, de proteínas de más de 15.000 y de cómo máximo 100.000 Da,

- de 15 a 30%, preferiblemente de 15 a 20%, de proteínas de más de 5.000 y de cómo máximo 15.000 Da, y

- de 25 a 40%, preferiblemente de 25 a 30%, de proteínas de más de 5.000 Da,

- un contenido de proteínas solubles, determinado según un ensayo de medida de la solubilidad en agua de las proteínas totales, comprendido entre 20 y 55%.

8. Composición según la reivindicación 7, caracterizada porque su solubilidad acuosa está:

- comprendida entre 10 y 20% a pH 4,

- comprendida entre 15 y 35%, preferiblemente de 20 a 35%, a pH 6.

9. Procedimiento de fabricación de la composición de proteínas de guisante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a

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8, caracterizado porque consiste en la serie de etapas siguientes:

- preparar una harina mediante molienda de guisantes secos previamente limpiados, clasificados, pelados y desempolvados,

- poner en suspensión la harina de guisante en agua,

- fraccionar dicha suspensión de manera que se aísle una fracción rica en proteínas,

- aislar el componente proteico de dicha fracción mediante una técnica de floculación térmica al pH isoeléctrico de dichas proteínas y a una temperatura comprendida entre 40 y 70ºC durante 5 a 30 minutos, preferiblemente de 10 a 30 minutos,

- centrifugar la mezcla precipitada con la ayuda de un de-cantador centrífugo o un separador de placas de manera que se recuperen las proteínas solubles en el precipitado,

- diluir el precipitado en agua para obtener una materia seca comprendida entre 5 y 15%,

- rectificar el pH de la solución a un valor comprendido entre 7 y 7,5,

- eventualmente, tratar térmicamente dicho precipitado vuelto a poner en suspensión en agua a una temperatura de 75 a 95ºC durante 10 minutos a 1 hora,

- recuperar y secar la composición proteica así obtenida.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la etapa de fraccionamiento de la suspensión de harina de guisante en agua se realiza con la ayuda de un equipo elegido del grupo constituido por hidrociclones y decantadores centrífugos.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la fracción rica en proteínas y productos solubles se obtiene mediante las etapas consistentes en:

- fraccionar la suspensión de harina en agua en decantadores centrífugos, de manera que se aísle una fracción rica en proteínas y productos solubles de una fracción constituida por la mezcla de almidón y fibras internas,

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- recuperar la fracción rica en proteínas y productos solubles en el sobrenadante de los decantadores centrífugos.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la fracción rica en proteínas y productos solubles se obtiene mediante las etapas consistentes en:

- fraccionar la suspensión de harina en agua en hidrociclones, de manera que se aísle una fracción rica en almidón de una fracción constituida por una mezcla de proteínas, fibras internas y productos solubles,

- tratar la fracción constituida por la mezcla de proteínas, fibras internas y productos solubles en decantadores centrífugos de manera que se separe una fracción rica en fibras internas de una fracción rica en proteínas y productos solubles,

- recuperar la fracción rica en proteínas y productos solubles en el sobrenadante de los decantadores centrífugos.

13. Procedimiento de fabricación de la composición de proteínas de guisante según una u otra de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque consiste en la serie de etapas siguientes:

- preparar una harina mediante molienda de guisantes secos previamente limpiados, clasificados, pelados y desempolvados,

- poner en suspensión la harina de guisante en agua,

- fraccionar dicha suspensión de manera que se aísle una fracción rica en proteínas y productos solubles,

- aislar el componente proteico de dicha fracción rica en proteínas y productos solubles mediante una técnica de floculación térmica al pH isoeléctrico de dichas proteínas y a una temperatura de 60ºC durante 10 minutos,

- diluir el precipitado en agua para obtener una materia seca comprendida entre 5 y 15%,

- rectificar el pH de la solución a un valor comprendido entre 7 y 7,5,

- recuperar y eventualmente secar la composición proteica así obtenida.

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14. Procedimiento de fabricación de la composición de proteínas de guisante según una u otra de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque consiste en la serie de etapas siguientes:

- preparar una harina mediante molienda de guisantes secos previamente limpiados, clasificados, pelados y desempolvados,

- poner en suspensión la harina de guisante en agua,

- fraccionar dicha suspensión de manera que se aísle una fracción rica en proteínas y productos solubles,

- aislar el componente proteico de dicha fracción rica en proteínas y productos solubles mediante una técnica de floculación térmica al pH isoeléctrico de dichas proteínas y a una temperatura comprendida de 60ºC durante 10 minutos,

- centrifugar la mezcla precipitada con la ayuda de un de-cantador centrífugo de manera que se recuperen las proteínas solubles en el precipitado,

- diluir el precipitado en agua para obtener una materia seca comprendida entre 5 y 15%,

- rectificar el pH de la solución a un valor comprendido entre 7 y 7,5,

- tratar térmicamente dicho precipitado vuelto a poner en suspensión en agua a una temperatura de 85ºC durante 10 minutos,

- recuperar y secar la composición proteica así obtenida.

15. Uso de la composición según las reivindicaciones 1 a 8,

o susceptible de obtenerse según el procedimiento de las reivindicaciones 9 a 14, en fermentación, en nutrición animal y sobre todo en aplicaciones alimentarias, en bebidas y productos lácteos, en mezclas en polvo destinadas a productos de régimen o para deportistas, en sopas y salsas, en productos basados en carnes, más particularmente en los sectores de pastas finas y salmueras, en productos basados en pescados, como productos basados en surimi, en productos de cereales, como pan, pastas, galletas, pasteles, cereales y barritas, en productos vegetarianos y platos cocinados.

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16. Uso de la composición según las reivindicaciones 5 y 6,

o susceptible de obtenerse según el procedimiento de la reivindicación 13, en aplicaciones alimentarias, en bebidas y productos lácteos y especialmente en charcutería, más particularmente

5 en los sectores de las salmueras.

17. Uso de la composición según las reivindicaciones 7 y 8,

o susceptible de obtenerse según el procedimiento de la reivindicación 14, en aplicaciones alimentarias, especialmente en charcutería, más particularmente en los sectores de las pastas

10 finas.