MÉTODO DE OBTENCIÓN DE HIDROLIZADOS PROTÉICOS LIMITADOS Y EXTENSIVOS A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES.

Método de obtención de hidrolizados proteicos limitados y extensivos a partir de residuos agroindustriales.

La presente invención se refiere a un método de obtención de hidrolizados proteicos limitados y extensivos que comprende llevar a cabo una hidrólisis enzimática de residuos agroindustriales proteicos. Dicho método conduce a la obtención, en un solo paso hidrolítico y sin un tratamiento previo del sustrato de partida, de dos hidrolizados proteicos distintos que difieren en su grado de hidrólisis, en lugar de un único producto como en el caso de otros métodos similares. Estos dos productos obtenidos presentan propiedades mejoradas respecto al sustrato de partida, por lo que pueden ser utilizados en distintas aplicaciones a nivel alimentario y cosmético.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031228.

Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MILLAN RODRIGUEZ, FRANCISCO, PEDROCHE JIMÉNEZ,Justo Javier, YUST ESCOBAR,María Del Mar, ALCAIDE HIDALGO,Juan María, MILLÁN LINARES,María Del Carmen, VILLANUEVA LAZO,Álvaro, TEJEDOR DEL REAL,José Luis, RODRÍGUEZ SÁNCHEZ-ARÉVALO,Álvaro.

Fecha de Publicación: 27 de Diciembre de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

A23J1/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A23 ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO, NO CUBIERTO POR OTRAS CLASES. › A23J COMPOSICIONES A BASE DE PROTEINAS PARA LA ALIMENTACION; TRATAMIENTO DE PROTEINAS PARA LA ALIMENTACION; COMPOSICIONES A BASE DE FOSFATIDOS PARA LA ALIMENTACION. › Preparación de composiciones a base de proteínas para la alimentación; Apertura de huevos en grandes cantidades y separación de la yema de la clara.
A23J1/14 A23J […] › A23J 1/00 Preparación de composiciones a base de proteínas para la alimentación; Apertura de huevos en grandes cantidades y separación de la yema de la clara. › a partir de leguminosas u otras semillas vegetales; a partir de tortas o de semillas oleaginosas.
A23J3/34 A23J […] › A23J 3/00 Tratamiento de proteínas para la alimentación. › utilizando enzimas.
A23L1/305
A61K38/01 A […] › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61K PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO (dispositivos o métodos especialmente concebidos para conferir a los productos farmacéuticos una forma física o de administración particular A61J 3/00; aspectos químicos o utilización de substancias químicas para, la desodorización del aire, la desinfección o la esterilización, vendas, apósitos, almohadillas absorbentes o de los artículos para su realización A61L; composiciones a base de jabón C11D). › A61K 38/00 Preparaciones medicinales que contienen péptidos (péptidos que contienen ciclos beta-lactama A61K 31/00; dipéptidos cíclicos que no tienen en su molécula ningún otro enlace peptídico más que los que forman su ciclo, p. ej. piperazina 2,5-dionas, A61K 31/00; péptidos basados en la ergolina A61K 31/48; que contienen compuestos macromoleculares que tienen unidades aminoácido repartidas estadísticamente A61K 31/74; preparaciones medicinales que contienen antígenos o anticuerpos A61K 39/00; preparaciones medicinales caracterizadas por los ingredientes no activos, p. ej. péptidos como soportes de fármacos, A61K 47/00). › Proteínas hidrolizadas; Sus derivados.
A61K8/64 A61K […] › A61K 8/00 Cosméticos o preparaciones similares para el aseo. › Proteínas; Péptidos; Sus derivados o sus productos de degradación.
C12P21/06 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 21/00 Preparación de péptidos o de proteínas (proteína monocelular C12N 1/00). › preparados por hidrólisis de un enlace peptídico, p. ej. hidrolizados.

PDF original: ES-2374359_A1.pdf

Fragmento de la descripción:

Método de obtención de hidrolizados proteicos limitados y extensivos a partir de residuos agroindustriales.

La presente invención se encuadra en el campo de la tecnología de alimentos y específicamente se refiere a un método de obtención de hidrolizados proteicos limitados y extensivos que comprende llevar a cabo una hidrólisis enzimática de residuos agroindustriales proteicos. Dicho método conduce a la obtención de dos hidrolizados que difieren en su grado de hidrólisis, por lo que pueden ser utilizados en distintas aplicaciones a nivel alimentario y cosmético.

Estado de la técnica anterior

A nivel mundial se genera una gran cantidad de residuos agroindustriales ricos en proteínas, entre los que se encuentran los subproductos de origen vegetal generados por las industrias de transformación agrícolas, como son las harinas desengrasadas procedentes de la extracción del aceite de las semillas o aquellas fracciones parte de la cosecha que no cumplen con los requisitos de calidad mínima para ser comercializadas, como es el caso de las semillas fracturadas o de alta dureza para su consumo.

En este sentido, el interés en el aprovechamiento de las proteínas vegetales provenientes de residuos agroindustriales ha promovido el desarrollo de los procesos de obtención y mejora de las mismas mediante la generación de concentrados y aislados proteicos. Sin embargo, estos aislados presentan dos grandes limitaciones para su aplicación en la industria alimentaria, a saber, su baja solubilidad y su potencial alergenicidad. Estas razones, junto con la demanda de nuevos alimentos, han conducido en los últimos años al desarrollo de procesos de hidrólisis proteica a partir de aislados proteicos vegetales como la soja, colza, girasol, arroz o guisante entre otros.

El grado y tipo de hidrólisis del hidrolizado obtenido van a determinar el resto de las propiedades del mismo y estas propiedades, a su vez, condicionarán la aplicabilidad de este. Hoy día, los hidrolizados proteicos vegetales que se producen para su uso en alimentación, farmacia y cosmética se pueden dividir en tres grandes grupos:

a) Hidrolizados con bajo grado de hidrólisis, entre el 1 y el 10%, los llamados hidrolizados proteicos limitados, que mejoran las propiedades funcionales, tales como la solubilidad, absorción de agua o aceite, poder emulsificante o capacidad espumante, de la proteína original. Por ello, los hidrolizados con mejor poder espumante están indicados para la producción de pasteles, pan, helados y postres elaborados (Chaplin, L. C. y Andrew, A. T., 1989, J. Dairy Res., 56: 544-552). Los hidrolizados con un buen poder emulsificante son usados en la fabricación de mayonesas, carne picada, salchichas o helados (Süle, E., Tömösközi, S. y Hajós, G., 1998, Nahrung, 42: 242-244). Y por último, los hidrolizados con una buena absorción de aceite o agua son usados para la elaboración de derivados cárnicos y de productos bajos en grasas (Mannheim, A. y Cheryan, M., 1992, J. Am. Oil Chem. Soc., 69: 1163-1169).

b) Hidrolizados con grado de hidrólisis variable, que pueden ser usados como flavorizantes, especialmente mediante reacciones de Maillard, generando compuestos secundarios responsables del olor y el sabor del producto.

c) Hidrolizados extensivos, con grados de hidrólisis superiores al 10%, que pueden ser utilizados como suplemento proteico en la dieta o en alimentación especializada (Frokjaer, S., 1994, Food Technol., 48: 86-88) y para el tratamiento complementario de enfermedades o síndromes específicos. Desde un punto de vista funcional su elevada solubilidad permite su utilización en alimentos líquidos, y desde un punto de vista nutricional posibilitan una elevada absorción gastrointestinal de los pequeños péptidos que componen el hidrolizado, principalmente di y tripéptidos, la cual es más efectiva en comparación con las proteínas intactas o incluso con los aminoácidos libres. Los sectores de la población a los que van dirigidos estos alimentos son diversos aunque, por diferentes razones, preferiblemente van dirigidos a aquellos que presentan la necesidad de un sobreaporte proteico. Por ejemplo, se puede citar su uso en la alimentación de la tercera edad, ya que en las personas ancianas se produce una pérdida de apetito, causada por diversas razones, la cual genera una malnutrición que está correlacionada directamente con un incremento de enfermedades y mortalidad; para estas personas comer más cantidad no es la solución idónea pero la demanda de proteínas necesarias podría cubrirse con bebidas enriquecidas con hidrolizados proteicos, ya que su ingesta es más atractiva que la de los alimentos sólidos. En este apartado también puede incluirse la alimentación enteral y parenteral en casos de hospitalización. Otro campo de aplicación es la nutrición deportiva, sobre todo, en ejercicios de resistencia o en aquellos que requieren un desarrollo muscular importante. Por último, estos hidrolizados también tienen aplicación para personas que estén a dieta ya que proporcionan al cuerpo las cantidades adecuadas de proteínas con un mínimo de otras fuentes de calorías, de manera que se mantiene el balance de nitrógeno y se reduce peso con la pérdida de grasas. Respecto a las aplicaciones clínicas de los hidrolizados proteicos extensivos, debido a su buena solubilidad, digestibilidad y absorción intestinal, estos también son útiles para enfermos con una actividad gastrointestinal deficiente, como en los casos en los que existe una reducida superficie de absorción (enfermedad de Crohn) (Kushner, R. F., 1992, Nutr. Rev., 50: 166-178) o cuando la capacidad digestiva está reducida como en la fibrosis quística o en la pancreatitis (Farrell, P. M., et al., 1987, J. Am. Diet. Assoc., 87: 1353-1356).

Una aplicación común de los hidrolizados proteicos es la obtención de péptidos bioactivos. Estos péptidos son pequeñas secuencias aminoacídicas inactivas dentro de la proteína, pero que pueden ser liberados tras una hidrólisis proteica y ejercer diversas funciones biológicas. Entre los más abundantes destacan los péptidos con actividad opioide, opioide antagonista, antitrombótica, inmunomoduladora, antioxidante, transportadora de iones o antihipertensiva. Dichos péptidos pueden consumirse como tales, formando parte de los hidrolizados crudos, de concentrados de bajo peso molecular o de otras subfracciones activas obtenidas mediante métodos de separación por tamaño o métodos cromatográficos. Además de constituir productos alimenticios, tales hidrolizados, sus fracciones o los péptidos también podrían formar parte de composiciones útiles como complemento en el tratamiento y prevención de enfermedades.

En cuanto a los procedimientos para la obtención de este tipo de hidrolizados, en la mayoría de ellos se lleva a cabo un paso de tratamiento químico o físico de las harinas vegetales de partida de manera previa a la hidrólisis enzimática, o bien se realizan lavados con agua acidulada o etanol o se obtiene un concentrado proteico previo por un proceso de flotación-sedimentación (ES2173036B1, ES2209645B1 y ES2116937B1). Además, mediante todos estos procedimientos el producto final conseguido es un único producto (Yust, M.M., et al., 2003, Grasas y Aceites, 54(4): 419-423; Vioque, J., et al., 2006, Brazilian Journal of Food Technology, III JIPCA, Janeiro, pp. 99-102; US4100024A).

Por tanto, es necesario desarrollar métodos optimizados de obtención de hidrolizados proteicos que proporcionen más de un producto a partir de un único proceso hidrolítico, de manera que se obtengan varios hidrolizados con diferente grado de hidrólisis y, por tanto, con diferentes características químicas y funcionales, que tengan diferente aplicabilidad industrial. Estos métodos, además, deberían evitar la necesidad de realizar un tratamiento químico o físico previo de las harinas vegetales de partida previamente a la hidrólisis enzimática, lo que supondría un ahorro de equipamientos, solventes, vertidos y, por consiguiente, de tiempo y dinero.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona un método de obtención de hidrolizados proteicos limitados y extensivos que comprende llevar a cabo una hidrólisis enzimática de residuos agroindustriales proteicos. Dicho método conduce a la obtención de dos hidrolizados que difieren en su grado de hidrólisis, por lo que pueden ser utilizados en distintas aplicaciones a nivel alimentario y cosmético.

El método de la invención... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Método de obtención de un hidrolizado proteico limitado y un hidrolizado proteico extensivo que comprende:

a. hidrolizar enzimáticamente un residuo agroindustrial proteico,

b. centrifugar el hidrolizado obtenido en el paso (a),

c. disminuir el pH del sobrenadante obtenido en la centrifugación del paso (b) hasta un valor de entre 3 y 5,

d. centrifugar el sobrenadante del paso (c),

e. separar el sobrenadante del precipitado obtenidos en la centrifugación del paso (d), y

f. secar el sobrenadante y el precipitado separados en el paso (e).

2. Método según la reivindicación 1 donde el residuo agroindustrial proteico del paso (a) comprende menos de un 6% (p/p) de grasas.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 donde el residuo agroindustrial proteico del paso (a) comprende entre un 15% y un 50% (p/p) de proteínas.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 donde el residuo agroindustrial proteico del paso (a) se encuentra a una concentración de entre un 5% y un 10% (p/v).

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 donde el residuo agroindustrial proteico del paso (a) es una harina proteica vegetal.

6. Método según la reivindicación 5 donde la harina proteica vegetal procede de un vegetal seleccionado de la lista que comprende: girasol, colza, soja, pepita de uva, garbanzo, altramuz, lenteja o germen de algarroba.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 donde la enzima empleada en la hidrólisis enzimática del paso (a) es una endoproteasa.

8. Método según la reivindicación 7 donde la endoproteasa se selecciona de la lista que comprende: tripsina, quimotripsina, pancreatina, pepsina, papaína, alcalasa, subtilisina o flavorzima.

9. Método según la reivindicación 8 donde la endoproteasa es la alcalasa.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 donde la relación enzima/residuo agroindustrial proteico del paso (a) se encuentra en un rango de entre 0,001 y 0,01 UA/g.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 donde la hidrólisis enzimática del paso (a) se realiza a un pH de entre 8 y 11.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 donde la hidrólisis enzimática del paso (a) se realiza a una temperatura de entre 18 y 25ºC.

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 donde la hidrólisis enzimática del paso (a) se realiza durante un período de tiempo inferior o igual a 1 hora.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 donde la hidrólisis enzimática del paso (a) se realiza en agitación continua.

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 donde la disminución del pH del paso (c) se realiza mediante la adición de HCl.

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 donde el secado del paso (f) se realiza mediante atomización.

17. Hidrolizado proteico extensivo obtenible mediante el secado del sobrenadante en el paso (f) del método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Hidrolizado proteico limitado obtenible mediante el secado del precipitado en el paso (f) del método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.

19. Uso del hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 para la elaboración de un medicamento.

20. Uso del hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 para la elaboración de un suplemento alimenticio.

21. Uso del hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 o del hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 18 para la elaboración de un cosmético.

22. Uso del hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 o del hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 18 para la elaboración de un alimento.

23. Uso del hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 22 donde el alimento es un alimento funcional.

24. Uso del hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 22 donde el alimento es un alimento de repostería.

25. Uso del hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 22 donde el alimento es un alimento de panadería.

26. Uso del hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 22 donde el alimento es un alimento elaborado.

27. Alimento que comprende el hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 y/o el hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 18.

28. Cosmético que comprende el hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 y/o el hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 18.

29. Composición que comprende el hidrolizado proteico extensivo según la reivindicación 17 y/o el hidrolizado proteico limitado según la reivindicación 18.

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