ADITIVO ALIMENTARIO CONTENIENDO LA ENZIMA TRANSGLUTAMINASA OBTENIDO POR FERMENTACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO FORMULADOS CON LECHE, PATATA Y GLICEROL.

Aditivo alimentario obtenido por fermentación conteniendo la enzima transglutaminasa a partir de leche,

patata y glicerol. La obtención comprende la preparación de un medio de cultivo con leche, patata y glicerol diluidos en agua desionizada; la esterilización del medio de cultivo se realiza conjuntamente a 121ºC por 20 minutos; el cultivo de Streptomyces mobaraensis durante 72 h a 28ºC y agitación de 200 rpm en este medio de cultivo; centrifugación para separar la biomasa del líquido de cultivo; el líquido se liofiliza obteniendo un aditivo alimentario de uso en la gelificación de productos alimenticios altamente proteicos, tales como productos cárnicos, proteínas vegetales y proteínas de pescado o marisco.

Aditivo alimentario conteniendo la enzima transglutaminasa obtenido por fermentación de medios de cultivo formulados con leche, patata y glicerol.

Sector de la técnica La presente invención tiene por objeto un aditivo alimentario conteniendo la enzima transglutaminasa y el procedimiento para su obtención.

Antecedentes de la invención Se conoce como transglutaminasa a un grupo de enzimas (EC: 2.3.2.13) que cataliza una reacción de transferencia de grupos acilo entre proteínas. Los residuos de glutamina actúan como donadores de grupos y carboxiamida y actúa como aceptor el grupo £-de los residuos de lisina. Aunque en ausencia de estos, puede existir reacción con aminas primarias o con el agua. Cuando los residuos de lisina actúan como aceptores, se forman enlaces £- (y-glutamil) lisina produciendo la polimerización de proteínas.

Todas las transglutaminasas existentes en los organismos vivos son semejantes; sin embargo, las que no se producen por microorganismos comparten la característica de ser dependientes de los iones Ca+2, además de ser más difíciles de extraer de sus medios naturales, lo cual las hace menos rentables económicamente cuando se llevan a procesos de escala industrial. La transglutaminasa producida por microorganismos es independiente de los iones Ca+2, lo que la hace particularmente interesante en Tecnología de Alimentos.

La producción de la transglutaminasa microbiana se realiza mediante fermentaciones en las cuales se obtienen actividades de enzima que se pueden medir de acuerdo al método descrito por Grossowicz et al. (1950, J. Biol Chem. 187: 111-125) en el que una unidad de transglutaminasa microbiana se describe como la formación de 1 !m de ácido L-glutámico º-monohydroxamato durante un minuto a 37°C.

La vía de producción de la enzima mediante fermentaciones con microorganismos es muy adecuada debido a que los microorganismos la secretan al medio (metabolito extracelular) por lo que se facilita su obtención. La transglutaminasa se puede obtener a partir de muchos microorganismos. La patente US6190879 sobre un método para identificar microorganismos que producen transglutaminasa, describe una amplia lista de microorganismos productores de la enzima transglutaminasa, indicando medios sintéticos para su producción.

Como medios de cultivo para la producción de transglutaminasa se han usado a escala de laboratorio medios sintéticos utilizando reactivos comerciales. La fuente de carbono comúnmente utilizada es glucosa (US6100053 y US6190879, entre otras) . Además de glucosa, se ha utilizado sacarosa y almidón, almidón solubilizado y sacarosa, almidón y dextrinas. Pero la producción industrial requiere medios de cultivo que utilicen materias primas más económicas para que la producción industrial pueda ser económicamente interesante. Con esta finalidad solo se han estudiado medios basados en hidrolizados ácidos de paja de sorgo (Tellez et al., 2004. Food Technology and Biotechnology 42, 1-4) y medios basados en hidrolizados ácidos de patata (Patente ES2338200B2) . Los primeros tienen el inconveniente de que contienen xilosa como principal fuente de carbono, un monosacárido que no permite obtener elevadas producciones de la enzima. Los segundos tienen el inconveniente de que la obtención de hidrolizados ácidos de patata requiere el uso de un ácido contaminante (ácido sulfúrico) , una etapa de neutralización del medio ácido que genera sales también contaminantes, y una etapa de filtración después de la hidrólisis que encarecen el proceso. Además los nutrientes propuestos en esta patente tienen un precio elevado, especialmente el caseinato de sodio y extracto de levadura.

En el cultivo de patatas se producen grandes pérdidas debido a la existencia de patatas deformes, pequeñas o con defectos, que no son comercializables. Las patatas contienen principalmente almidón en altas concentraciones. Estos polímeros de glucosa pueden ser sometidos a una reacción de hidrólisis liberándose moléculas de glucosa. La reacción de hidrólisis puede ser realizada por dos vías: hidrólisis ácida o hidrólisis enzimática. Existe numerosa literatura sobre la hidrólisis enzimática de patata (Liu, 2002. Journal of Food Science 67, 2113-2117) , y existe una patente en la que se usa la hidrólisis ácida de patata para obtener medios de cultivo para la producción de transglutaminasa (Patente ES2338200B2) . En la citada patente se propone la liofilización para obtener un producto en polvo. Sin embargo, este proceso requiere una previa congelación, que daña la enzima transglutaminasa y hace que disminuya el rendimiento del proceso por pérdidas de actividad durante la liofilización.

La leche es un alimento que contiene principalmente agua, caseina, sales minerales, vitaminas y lactosa. La lactosa tiene un efecto crioprotector o lioprotector por lo que su presencia mejora el proceso de liofilización disminuyendo las pérdidas de actividad en el mismo.

La presente invención proporciona una solución basada en el uso de la patata secada y triturada directamente como componente de medios de cultivo para la producción de la enzima transglutaminasa microbiana, sin necesidad de etapas de hidrólisis ácida ni neutralización del medio ácido obtenido. Sin adición de otros nutrientes como caseinato de sodio, extracto de levadura, sales de magnesio ni fosfatos, los cuales son usados en la patente ES2338200B2.

ES 2 376 439 Al En la presente invención se propone combinar la patata con leche y glicerol para obtener un medio de cultivo que permite obtener un aditivo alimentario por fermentación conteniendo la enzima transglutaminasa, en menos tiempo y con un proceso mejorado con menos etapas y con menores pérdidas de actividad enzimática durante la liofilización necesaria para obtener el producto final.

Descripción de la invención La presente invención se dirige a un aditivo alimentario en forma de liofilizado en polvo que comprende enzima transglutaminasa, patata, glicerol y leche.

En un aspecto particular, la enzima transglutaminasa de dicho aditivo es independiente de los iones Ca+2. Esto es debido a que esta enzima transglutaminasa se obtiene mediante un procedimiento de fermentación.

En un aspecto particular, la invención se dirige a un procedimiento de obtención del aditivo alimentario, que comprende a) la fermentación de la enzima transglutaminasa en un medio de cultivo que comprende al menos cepas microbianas de Streptomyces mobaraensis, patata, leche y glicerol b) centrifugación del medio de cultivo y separación de la parte líquida, c) liofilización de la parte líquida.

En un aspecto particular, el medio de cultivo comprende únicamente agua desionizada, glicerol, leche y patata. La leche puede ser entera, parcial o totalmente desnatada.

En una realización particular, el medio de cultivo no requiere neutralización o ajuste del pH para permitir el crecimiento de cepas microbianas de Streptomyces mobaraensis. En una realización aún más particular, la fermentación se lleva a cabo a 28ºC y con una agitación de 200 rpm durante 72 horas.

En otro aspecto, la invención se dirige al uso del aditivo alimentario, descrito anteriormente, como ligante de alimentos proteicos. Dichos alimentos proteicos se seleccionan preferentemente entre productos cárnicos, productos pesqueros y mariscos, productos lácteos y derivados vegetales con alto contenido proteico, tales como elaborados de soja. El efecto ligante se basa fundamentalmente en el efecto de la enzima transglutaminasa, pero también tiene un efecto ligante importante el almidón de patata y la caseína de la leche, compuestos que se usan habitualmente en las industrias alimentarias como ligantes y que se encuentran presentes en el producto final.

Descripción detallada de la invención Como se comentó con anterioridad, el aditivo alimentario comprende enzima transglutaminasa obtenido por un procedimiento de fermentación. El medio de cultivo después de la fermentación de la mezcla de leche, patata y glicerol y agua forma parte del aditivo alimentario, un producto liofilizado en polvo, conteniendo la enzima, con la ventaja sobre otros procedimientos de no necesitar etapas de hidrólisis acida, de neutralización ni posteriores etapas de purificación del producto obtenido. La lactosa de la leche no es consumida por el microorganismo por lo que se mantiene en el aditivo alimentario y tiene un efecto lioprotector durante la liofilización.

El procedimiento de la presente invención consiste primeramente en la preparación del medio... [Seguir leyendo]

1. Aditivo alimentario en forma de liofilizado en polvo que comprende enzima transglutaminasa, leche, patata y glicerol.

2. Aditivo alimentario según la reivindicación 1, donde la enzima transglutaminasa es independiente de los iones Ca+2

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3. Procedimiento de obtención del aditivo alimentario según la reivindicación 1, que comprende a) la producción por fermentación de la enzima transglutaminasa en un medio de cultivo que comprende al menos cepas microbianas de Streptomyces mobaraensis, leche, patata, glicerol y agua, b) centrifugación del medio de cultivo y separación de la parte líquida, c) liofilización de la parte líquida.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, donde la fermentación se lleva a cabo a 28ºC y con una agitación de 10 200 rpm durante 72 horas.

5. Uso del aditivo alimentario, según la reivindicación 1, como ligante de alimentos proteicos.

6. Uso del aditivo alimentario según la reivindicación 5, donde los alimentos proteicos se seleccionan preferentemente entre productos cárnicos, productos pesqueros y mariscos, productos lácteos y derivados vegetales con alto contenido proteico, tales como elaborados de soja.