PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE PROTEÍNAS Y/O PÉPTIDOS VEGETALES, PROTEÍNAS Y/O PÉPTIDOS PRODUCIDOS CON EL MISMO, Y USO DE LOS MISMOS.

Procedimiento para la obtención de proteínas y/o péptidos vegetales que comprende las etapas:

a) colocar previamente un material de partida vegetal que contiene proteínas y/o péptidos en una matriz acuosa; b) separar opcionalmente los componentes sólidos de la matriz acuosa y/o clarificar la matriz acuosa; c) aislar al menos una parte de las proteínas y/o péptidos a partir de la matriz acuosa mediante adsorción en al menos una membrana de intercambio iónico de polímero sintético; d) lavar opcionalmente la membrana de intercambio iónico para eliminar impurezas; e) desorber las proteínas y/o péptidos de la membrana de intercambio iónico con al menos un eluyente; f) aislar las proteínas y/o péptidos a partir del eluyente; y g) secar opcionalmente las proteínas y/o péptidos aislados, en el que la desorción de las proteínas y/o péptidos individuales o grupos de los mismos en la etapa e) tiene lugar de manera sucesiva y selectiva con el uso de varios eluyentes diferentes y, antes de la etapa c) se precipita y se separa una parte de las proteínas y/o péptidos a partir de la matriz acuosa mediante desnaturalización/coagulación

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de proteínas y/o péptidos vegetales, a proteínas, péptidos y mezclas de los mismos producidos con el mismo, así como a usos de los mismos.

Para el consumo humano se conocen proteínas tanto animales como vegetales. Sin embargo, las proteínas animales, tales como por ejemplo proteínas de pollo, proteínas de la leche, tales como caseína o suero de la leche, pueden presentar problemas con respecto a EEB, gripe aviar y otras enfermedades. Las proteínas animales se relacionan también con frecuencia con el desencadenamiento de alergias, incluso cuando éstas, tal como en el caso de una intolerancia a la lactosa, no se basan en la proteína en sí.

Las proteínas vegetales tienen problemas con los organismos modificados genéticamente (OMG), su valor nutricional y asimismo con el desencadenamiento de alergias. La proteína vegetal más conocida es la proteína de soja. En el caso de las proteínas vegetales además se presenta frecuentemente el problema del sabor, por ejemplo en el caso de la soja, de modo que la aplicabilidad en alimentos se ve fuertemente limitada. Hasta el momento tampoco se ha impuesto la utilización de otras proteínas vegetales, tales como por ejemplo de colza, altramuces o patatas. En el caso de la colza y las leguminosas esto podría deberse, sobre todo, a que el contenido en grasa de estos materiales de partida genera ranciedad.

Desde el punto de vista químico, el porcentaje de proteína de productos habituales en el mercado, que contienen además muchas otras sustancias deseadas y no deseadas, consiste en muchas moléculas de proteína y péptido individuales, que pueden subdividirse en primer lugar a grosso modo de manera fenomenológica en globulinas y albúminas. Las globulinas presentan una forma esférica, por tanto son bastante compactas e

insolubles en agua o al menos escasamente solubles. Las albúminas presentan una forma abierta, más irregular y, por tanto, son solubles en agua. En general, las proteínas solubles se engloban bajo albúminas . Además, la proteína habitual en el mercado consiste naturalmente en moléculas de proteína y péptido que presentan diferente peso molecular. Esto hace bastante complicado su manipulación, por ejemplo desde el punto de vista de la tecnología de los alimentos, y sólo puede llevarse a cabo una valoración sanitaria basándose en el espectro de aminoácidos.

Por consiguiente, las proteínas habituales en el mercado tienen en común que consisten en una mezcla de distintas moléculas de proteína y péptido, y además contienen componentes ajenos a las proteínas, que proceden del material de partida vegetal original. A éstos pertenecen por ejemplo glucósidos, toxinas (glicoalcaloides, inhibidores de tripsina, etc.), sustancias antinutritivas, tales como por ejemplo el ácido fítico, que retira los minerales de calcio y hierro de la digestión de seres humanos y animales, dado que éstos se eliminan y no se reabsorben en el conducto intestinal. Asimismo están incluidas grasas y aceites que en parte están químicamente unidas a lipoproteínas, así como minerales.

Hasta el momento, existen pocas proteínas o péptidos puros, por ejemplo para una alimentación sana o como fármacos de venta libre, que sean suficientemente baratos, para una aplicación más amplia. El motivo se basa especialmente en que se utilizan procedimientos de tratamiento caros, procedentes de la industria farmacéutica. Un motivo adicional para el elevado precio así como una disponibilidad extremadamente limitada es el origen de las moléculas de proteína, que se obtienen a partir de mamíferos

o de secreciones humanas, por ejemplo suero sanguíneo, que todas contienen las proteínas de acción deseadas en concentración reducida y se encuentran en sí disponibles también sólo en cantidad limitada.

En los documentos US 2003113829, US 2003092151, US 2003092152, US 2003092150 y US 2003077265 se describe por primera vez cómo pueden asilarse de manera relativamente pura

grupos de proteínas individuales, a partir de una mezcla de proteínas de una materia prima vegetal, en este caso de la patata.

En estos documentos se describen la elección de la materia prima; el método para la eliminación de inhibidores de Kunitz y de Bowman-Birk así como de carboxipeptidasa de proteína de patata mediante calentamiento, enfriamiento, centrifugación y filtración del jugo de patata; la ampliación del método mediante la utilización de un agente de extracción ácido junto con una pulverización del material vegetal en la disolución de extracción, de modo que se obtiene el inhibidor de proteasa II; el método para controlar el rendimiento y la pureza del inhibidor de proteasa II durante la extracción mediante lixiviación de pedazos de patata, calentamiento de la disolución de extracción, control de la temperatura, el tiempo y la concentración de sal, centrifugación y filtración con membrana; aislamiento y purificación de los inhibidores de proteasa II en una variante del procedimiento.

Sin embargo, en el caso de los procedimientos conocidos es desventajoso que, aunque se preparen proteínas individuales o al menos grupos de proteínas estrechamente definidos, estos procedimientos son sin embargo extremadamente complicados, laboriosos y caros. También ha de contemplarse como desventaja una selección especial de las patatas. De esta manera no se limita sólo la disponibilidad de la materia prima, sino que mediante un control analítico necesario se requiere una etapa intermedia adicional, complicada y cara. Además, la logística es complicada, dado que las patatas deben tratarse frescas y no pueden almacenarse. También, las proteínas pueden dañarse en los procedimientos conocidos, dado que se necesitan grandes cantidades de energía calorífica, dado que se trabaja en disolución de extracción diluida y debe mantenerse una temperatura elevada durante un largo periodo de tiempo, lo que hace necesarios adicionalmente recipientes grandes. Asimismo, en una etapa posterior se necesita energía adicional, dado que la cantidad de sustancia que va a tratarse debe enfriarse hasta aproximadamente temperatura ambiente para las demás etapas de

procedimiento. Para la extracción se necesitan ácidos orgánicos, que cargan el medio ambiente de aguas residuales. Además, el material vegetal se desmenuza de manera laboriosa en partículas

de desde aproximadamente 100 m hasta 1.500 m. Tras la extracción y adicionalmente tras el calentamiento se necesitan etapas para la separación de sólidos, para separar el material vegetal coagulado o no disuelto de la disolución de proteínas y poder realizar la última etapa de aislamiento de la ultrafiltración. Los procedimientos conocidos proporcionan finalmente sólo muy pocas proteínas, sobre todo aquéllas que tras una acción de calentamiento a 100ºC a lo largo de un tiempo de aproximadamente 3 horas no se han desnaturalizado todavía. Finalmente, a partir de los procedimientos conocidos sólo se obtienen principalmente aquellas proteínas que cumplen los criterios anteriormente mencionados, es decir, inhibidor de proteasa II e inhibidores de carboxipeptidasa.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento para la obtención de proteínas y/o péptidos vegetales, con el que pueden superarse las desventajas del estado de la técnica. Asimismo, se proporciona un procedimiento, con el que es posible la obtención de proteínas y/o péptidos vegetales en una base de materia prima más amplia, es decir, que puede utilizarse no sólo para la obtención a partir de patatas, sino a partir plantas que contienen proteínas en general. Especialmente, el procedimiento podrá realizarse de manera inofensiva para el medio ambiente, con ahorro de energía, sencilla y económica, y a este respecto se obtendrá cualquier proteína y péptido, puro o en mezclas, sin limitaciones condicionadas por el procedimiento.

Otros objetivos consisten en proporcionar proteínas y/o péptidos producidos según el procedimiento así como indicar posibilidades de uso.

Estos objetivos se solucionan mediante un procedimiento según la reivindicación 1, proteínas, péptidos o mezclas de los mismos según la reivindicación 19 así como posibilidades de uso

según la reivindicación 20. Formas de realización preferidas se desprenden de las reivindicaciones dependientes respectivas.

Sorprendentemente se determinó...

1. Procedimiento para la obtención de proteínas y/o péptidos vegetales que comprende las etapas:

a) colocar previamente un material de partida vegetal que contiene proteínas y/o péptidos en una matriz acuosa;

b) separar opcionalmente los componentes sólidos de la matriz acuosa y/o clarificar la matriz acuosa;

c) aislar al menos una parte de las proteínas y/o péptidos a partir de la matriz acuosa mediante adsorción en al menos una membrana de intercambio iónico de polímero sintético;

d) lavar opcionalmente la membrana de intercambio iónico para eliminar impurezas; e) desorber las proteínas y/o péptidos de la membrana de intercambio iónico con al menos un eluyente; f) aislar las proteínas y/o péptidos a partir del eluyente; y g) secar opcionalmente las proteínas y/o péptidos

aislados,

en el que la desorción de las proteínas y/o péptidos

individuales o grupos de los mismos en la etapa e) tiene

lugar de manera sucesiva y selectiva con el uso de varios

eluyentes diferentes y, antes de la etapa c) se precipita y

se separa una parte de las proteínas y/o péptidos a partir

de la matriz acuosa mediante desnaturalización/coagulación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la matriz acuosa se obtiene triturando el material de partida vegetal para dar una pulpa o moliendo materiales de partida, especialmente secos, para dar una harina e hinchando en agua y separando los componentes sólidos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque los componentes sólidos son almidón y fibras del material de partida vegetal.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de partida vegetal se selecciona de plantas que contienen proteínas,

preferiblemente patatas, leguminosas, soja, colza y mezclas de las mismas, de manera especialmente preferible patatas.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque las leguminosas se seleccionan de guisantes, judías, altramuces, soja y mezclas de los mismos.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la clarificación en la etapa b) tiene lugar en un dispositivo de membrana de microfiltración.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos las etapas a)-f) se realizan a una temperatura por debajo de la temperatura de coagulación o desnaturalización de las proteínas y/o péptidos, preferiblemente a una temperatura inferior a 30ºC.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa c) y/o e) se lleva o llevan a cabo en un procedimiento por lotes o de circulación.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la etapa c) se utilizan al menos una membrana de intercambio catiónico y al menos una membrana de intercambio aniónico.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la membrana de intercambio catiónico y la membrana de intercambio aniónico se hacen funcionar en paralelo o en serie.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada membrana de intercambio iónico se encuentra en un módulo de absorción, preferiblemente un módulo de placa, de flujo transversal o enrollado.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ancho de poro de la membrana de intercambio iónico se ajusta para obtener micro, ultra o nanofiltración.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eluyente se selecciona de una disolución acuosa salina, preferiblemente una disolución de cloruro de sodio y cloruro de amonio.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aislamiento en la etapa f) tiene lugar a través de una filtración con membrana o un secado.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

5 caracterizado porque el secado en la etapa g) tiene lugar a través de un secado por pulverización o liofilización.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la desnaturalización/coagulación tiene lugar mediante desplazamiento del valor de pH, disolventes

10 orgánicos o mediante precipitación con sales.