EXTRACTOS ENZIMÁTICOS DE HONGOS DE LA VID QUE DEGRADAN AMINAS BIÓGENAS EN VINOS.

En la presente invención se proponen nuevas fuentes de materias primas para el aislamiento de los hongos con actividad enzimática amino oxidasa.

En concreto los hongos que se describen en la presente invención proceden de viñedos y otros nichos ecológicos naturales e íntimamente relacionados con el que se persigue en la aplicación, y no explotados usualmente para tales fines. Se trata por tanto de nuevas materias primas de bajo coste y procesos de producción sencillos y rentables. La presente invención también tiene como objetivo obtener extractos enzimáticos procedentes de hongos previamente aislados y que contienen enzimas con capacidad de degradar aminas biógenas (i.e. histamina, tiramina y putrescina) sin la necesidad de la presencia de oxígeno molecular en el medio. Por tanto, los extractos enzimáticos de origen fúngico descritos en esta invención se podrían aplicar tras el proceso de elaboración de productos fermentados que de forma natural presentan elevadas concentraciones de aminas biógenas, con la intención de reducir la concentración de las mismas antes de salir al mercado.

Extractos enzimáticos de hongos de la vid que degradan aminas biógenas en vinos.

La presente invención concierne a extractos enzimáticos de origen fúngico que eliminan aminas biógenas (histamina, tiramina y putrescina) para su aplicación en la industria de la alimentación, en la agricultura y en la biotecnología.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Las aminas biógenas son compuestos nitrogenados de bajo peso molecular que están presentes de forma natural en alimentos y bebidas fermentadas, especialmente queso, algunos productos cárnicos, cerveza y vino, entre otros. De forma general se admite que, la presencia de aminas biógenas en estos alimentos, está relacionada con los procesos de fermentación, y fundamentalmente se debe a la acción de bacterias lácticas con actividad aminoácido descarboxilasa. El contenido total de aminas biógenas en el vino varía desde trazas a valores de hasta 130 mg/L (Soufleros et al., 1998) . Las aminas biógenas mayoritarias en vinos son la histamina, tiramina y putrescina (Bauza et al, 1995; Silla Santos, 1996; Marcobal et al, 2006) , que se producen principalmente a partir de la descarboxilación microbiana de los correspondientes aminoácidos precursores, histidina, tirosina y ornitina, respectivamente.

El consumo de alimentos y bebidas con cantidades elevadas de aminas biógenas, como histamina y tiramina, se considera un riesgo potencial por sus efectos tóxicos para la salud, que pueden ser más graves en los consumidores sensibles, ya que éstos presentan una reducción de las enzimas mono (MAO) y diamino (DAO) oxidasas que, de forma natural, se encuentran en el intestino humano y constituyen la principal vía de detoxificación de las aminas biógenas que ingerimos en la dieta (Ancín-Azpilicueta et al., 2008; Moreno-Arribas et al., 2009) . El etanol y la presencia de otras aminas en el alimento (como putrescina) pueden potenciar los efectos adversos de las aminas en el organismo humano. Por otro lado, la presencia de histamina supone una amenaza potencial para el sector enológico en las transacciones comerciales a determinados países, que imponen límites máximos de la concentración de histamina que admiten en los vinos.

Por todo lo expuesto, existe un gran interés en controlar la producción de aminas biógenas en los vinos y otros productos alimentarios. Sin embargo, en la actualidad, los únicos procedimientos disponibles para evitar la presencia en vinos de elevadas concentraciones de aminas, se basan en estrategias de prevención que ponen el énfasis en controlar los principales factores que intervienen en la génesis de estos compuestos durante la vinificación (es decir, cepas de bacterias lácticas con actividad descarboxilasa, concentración de aminoácidos precursores, pH del vino y otros factores con incidencia directa en los anteriores) , con el objetivo final de evitar su formación. Sin embargo, en la práctica estos procedimientos suponen inconvenientes en bodega, y en algunos casos el llevarlos a cabo puede comprometer la composición química y calidad organoléptica del producto final, por lo que los elaboradores no siempre están dispuestos a asumirlos. Por tanto, en la práctica el problema de la formación de aminas biógenas en los vinos no está resuelto. De ahí, el interés en desarrollar nuevos procedimientos eficaces para eliminar las aminas biógenas de los alimentos ya fermentados, incluido el vino.

En la actualidad, en el mercado no existen productos de origen fúngico a utilizar en el control de aminas biógenas en el vino. EP0132674A2 describe un procedimiento para reducir la presencia de aminas biógenas en productos alimentarios basado en la puesta en contacto del alimento en cuestión con enzimas amino oxidasas de origen fúngico (Aspergillus niger) en presencia de oxígeno molecular.

El procedimiento desarrollado en EP0132674A2 fue aplicado con éxito para reducir la concentración de aminas biógenas de extractos de levaduras autolisadas. Sin embargo su aplicación a la producción de alimentos, específicamente durante la elaboración y maduración del queso, y en bebidas fermentadas como vino y cerveza, está restringida por la presencia de oxígeno en el medio, es decir, que para el caso concreto de los vinos, el procedimiento descrito en EP0132674A2 únicamente podría ser útil en las fases previas a los procesos de fermentación, momento en el cual todavía no es relevante la presencia o no de aminas biógenas. De hecho, el vino como producto no figura entre los ejemplos que se incluyen en EP0132674A2. La alta capacidad de secreción enzimática y de productos de alto valor añadido de hongos filamentosos ha sido ampliamente explotada comercialmente. Un ejemplo claro son una gran parte de los antibióticos disponibles en el comercio. La eliminación enzimática de aminas biógenas puede ser una forma segura y económica para eliminar estos compuestos problemáticos en los vinos y otros alimentos fermentados.

Se han descrito varios tipos de hongos filamentosos que producen actividades enzimáticas amino oxidasa utilizando las aminas como única fuente de carbono para su crecimiento (Yamada et al, 1965; Yamada et al, 1966; Adachi et al, 1970; Yamada et al, 1972; Isobe et al, 1982) . El procedimiento de obtención de las enzimas amino oxidasas a partir de hongos filamentosos se ha descrito previamente (Yamada et al, 1965) . En hongos filamentosos, se han purificado y caracterizado dos tipos de enzimas amino oxidasas (Frébort et al, 1996; Frébort et al, 1997) . Además, el genoma de Aspergillus niger contiene seis genes que codifican para enzimas amino oxidasas. La expresión heteróloga de uno de esos genes en la levadura Saccharomyces cerevisiae se ha abordado recientemente (Kolaříková et al., 2009)

Las enzimas amino oxidasas presentes en distintos microorganismos como hongos y algunas bacterias lácticas, permiten, mediante una reacción oxidativa, degradar aminas biógenas para generar un aldehído, peróxido de hidrógeno y amonio. Esta reacción enzimática se favorece en presencia de oxígeno y humedad. Dependiendo del sustrato de partida, es decir de la amina biógena, se clasifican en diamino oxidasas (si se trata de histamina y putrescina) y monoamino oxidas (si el sustrato de partida es la tiramina) .

Hasta el momento, no existe información sobre la distribución de estas enzimas en especies de hongos procedentes de la vid, ni tampoco sobre el potencial de los hongos de la vid para degradar las aminas biógenas en vinos y otros alimentos.

En los hongos, la mayoría de las enzimas amino oxidasas han sido estudiados en los extractos crudos cuando son inducidas por diferentes aminas, principalmente n-butilamina, espermina, metilamina y agmatina (Isobe et al., 1982; Frébort et al., 1997a) .

Por tanto, actualmente existe la necesidad de identificar nuevas fuentes de materias primas para el aislamiento de los hongos con esta capacidad enzimática amino oxidasa, con el objetivo de desarrollar un procedimiento de obtención de extractos enzimáticos de origen fúngico que aplicados a productos fermentados sean capaces de reducir la concentración de las aminas biógenas sin la necesidad de la presencia de oxígeno molecular en el medio, mostrando su utilidad como agentes detoxificantes al final del proceso de elaboración de dichos productos y antes de salir al mercado.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN

En la presente invención se proponen nuevas fuentes de materias primas para el aislamiento de los hongos con actividad enzimática amino oxidasa. En concreto los hongos que se describen en la presente invención proceden de viñedos y otros nichos ecológicos naturales e íntimamente relacionados con el que se persigue en la aplicación, y no explotados usualmente para tales fines. Se trata por tanto de nuevas materias primas de bajo coste y procesos de producción sencillos y rentables.

La presente invención también tiene como objetivo obtener extractos enzimáticos procedentes de hongos previamente aislados y que contienen enzimas con capacidad de degradar aminas biógenas (es decir, la histamina, la tiramina y la putrescina) sin la necesidad de la presencia de oxígeno molecular en el medio. Por tanto, los extractos enzimáticos de origen fúngico descritos en esta invención se podrían aplicar tras el proceso de elaboración de productos fermentados que de forma natural presentan elevadas concentraciones de aminas biógenas, con la intención de reducir la concentración de las mismas antes de salir al mercado.

Otros objetos de la presente invención son el uso del citado extracto fúngico como agente detoxificante de aminas biógenas en la industria alimentaria, así como para el control de la concentración aminas biógenas en el vino.

Cepa Penicillium sp.... [Seguir leyendo]

1. Un método para reducir la concentración de al menos una amina biógena en un producto fermentado, caracterizado por poner en contacto dicho producto fermentado con un extracto enzimático de origen fúngico, sin la necesidad de la presencia de oxígeno molecular en el medio.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto fermentado es un alimento o bebida en cuya fermentación intervienen bacterias lácticas con actividad aminoácido descarboxilasa.

3. El método según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el producto fermentado se selecciona de entre el siguiente grupo: queso, productos cárnicos y encurtidos, cerveza, mosto, sidra y vino.

4. El método según las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico es capaz de degradar al menos una amina biógena.

5. El método según las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado porque la amina biógena se selecciona de entre el siguiente grupo: histamina, tiramina, putrescina y una combinación de las mismas.

6. El método según las reivindicaciones 1 - 5, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico procede de al menos un hongo aislado de un ecosistema vínico.

7. El método según las reivindicaciones 1 - 6, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico procede de al menos un hongo aislado perteneciente a un género del siguiente grupo: Alternaria spp., Epicoccum nigrum, Penicillium spp., Phoma spp., y Ulocladium chartarum.

8. El método según las reivindicaciones 1 - 7, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico procede de al menos un hongo aislado perteneciente al género Penicillium spp.

9. El método según las reivindicaciones 1 - 8, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico procede de la cepa Penicillium sp. CIAL-274, 760, depositada el 14 de septiembre de 2011, en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT) y cuya referencia es CECT 20782.

10. El método según las reivindicaciones 1 - 9, caracterizado porque el porcentaje de reducción de la concentración de al menos una amina biógena es superior al 60%.

11. El método según las reivindicaciones 1 - 10, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico se usa como agente detoxificante en la industria alimentaria.

12. El método según las reivindicaciones 1 - 11, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico se usa para mejorar la calidad organoléptica del vino.

13. Un método de obtención de un extracto enzimático de origen fúngico para reducir la concentración de al menos una amina biógena en un producto fermentado sin la necesidad de la presencia de oxígeno molecular en el medio, caracterizado porque dicho método comprende las siguientes etapas:

i. aislar al menos un hongo,

ii. incubar el hongo aislado en i) en un medio de cultivo que contiene al menos una amina biógena como principal fuente de nitrógeno,

iii. inducir la actividad enzimática del hongo implicada en la degradación de la amina biógena citada en ii) ,

iv. separar el micelio del hongo, y

v. extraer del micelio el citado extracto enzimático.

14. El método de obtención según la reivindicación 13, caracterizado porque el paso i) es aislar al menos un hongo de un ecosistema vínico.

15. El método de obtención según las reivindicaciones 13 y 14, caracterizado porque el paso i) es aislar al menos un hongo perteneciente a un género seleccionado de entre el siguiente grupo: Alternaria spp., Epicoccum nigrum, Penicillium spp., Phoma spp., y Ulocladium chartarum.

16. El método de obtención según las reivindicacione.

13. 15, caracterizado porque el paso i) es aislar al menos un hongo perteneciente al género Penicillium spp.

17. El método de obtención según las reivindicacione.

13. 16, caracterizado porque el paso i) es aislar al menos la cepa Penicillium sp. CIAL-274, 760, depositada el 14 de septiembre de 2011, en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT) y cuya referencia es CECT 20782.

18. El método según las reivindicaciones 1 -12, caracterizado porque el extracto enzimático de origen fúngico es obtenido mediante el método de obtención definido en las reivindicacione.

13. 17.

19. Un extracto enzimático de origen fúngico para reducir la concentración de al menos una amina biógena en un producto fermentado sin la necesidad de la presencia de oxígeno molecular en el medio, caracterizado porque se obtiene mediante el método de obtención definido en las reivindicacione.

13. 17.

FIGURA. 1

FIGURA. 2