Producción de hidrolizados proteicos con propiedades antihipertensivas mediante proteólisis y altas presiones hidrostáticas a partir de leguminosas

Abstract

La presente Tesis Doctoral pretende obtener e identificar péptidos bioactivos y compuestos fenólicos mediante hidrólisis enzimática a presión atmosférica o asistida por altas presiones hidrostáticas de concentrados proteicos de lenteja castellana (Lens culinaris L. var. castellana) y judía pinta (Phaseolus vulgaris var. pinto) para su incorporación como ingredientes multifuncionales en alimentos antihipertensivos. La hidrólisis enzimática se realizó empleando 4 proteasas de grado alimentario (Alcalasa, Savinasa, Corolasa 7089 y Protamex) a tiempos de hidrólisis comprendidos entre 0 y 180 min a presión atmosférica con el fin de conocer la influencia de las condiciones de hidrólisis en el rendimiento proteolítico de las enzimas empleadas, así como en la liberación de péptidos bioactivos y compuestos fenólicos con actividades inhibidora de la enzima convertidora de angiotensina I (ECA) y antioxidante a partir de concentrados proteicos de lenteja. Los resultados obtenidos revelaron que tanto el tipo de proteasa como el tiempo de reacción tuvieron gran influencia en las propiedades funcionales de los hidrolizados proteicos obtenidos a partir de lenteja. Alcalasa y Savinasa fueron las enzimas más efectivas en la producción de hidrolizados proteicos con actividades inhibidora de la ECA y antioxidante de lenteja, siendo los hidrolizados producidos con Savinasa durante 120 min a 40 ºC los que presentaron mejores propiedades bioactivas. En general, los digeridos gastrointestinales mostraron mayores actividades biológicas que los hidrolizados proteicos sin digerir. Posteriormente, se realizó la identificación de péptidos con propiedades antioxidantes e inhibidoras de la ECA en los hidrolizados proteicos de lenteja más activos mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS). Varios fragmentos de la vicilina, convicilina y legumina mostraron actividad antioxidante e inhibidora de la ECA, destacando el péptido NSLTLPILRYL por su alta capacidad antioxidante e inhibidora de la ECA. La actividad biológica de los péptidos derivados de lenteja se relacionó positivamente con las propiedades estéricas e hidrofóbicas de los residuos de aminoácidos de la región C-terminal. Adicionalmente, estudios de docking demostraron que los péptidos que ejercían una inhibición de la ECA más potente formaban un gran número de interacciones no covalentes con los residuos del centro activo de la enzima. Por último, se observó que la potencia de los péptidos derivados de lenteja aumenta considerablemente tras la simulación de un proceso de digestión gastrointestinal en condiciones fisiológicas. En segundo lugar, se obtuvieron hidrolizados proteicos de judía ricos en péptidos bioactivos y compuestos fenólicos con actividades inhibidora de la ECA, antioxidante y anti-inflamatoria mediante hidrólisis enzimática con las enzimas Alcalasa y Savinasa. Los hidrolizados obtenidos con Savinasa durante 90 min y los producidos con Alcalasa durante 120 min fueron los que presentaron mayores bioactividades, si bien los primeros presentaron una mayor concentración de compuestos fenólicos y los segundos un mayor contenido de péptidos de bajo peso molecular (< 3 kDa) y mayor actividad antiinflamatoria. Finalmente, se ha estudiado el efecto de la aplicación de altas presiones hidrostáticas (APH) durante el proceso de hidrólisis enzimática en la producción de hidrolizados proteicos ricos en péptidos bioactivos y compuestos fenólicos con actividades inhibidora de la ECA y antioxidante a partir de lenteja y judía. Las APH mejoraron la eficiencia proteolítica de las cuatro proteasas estudiadas sobre las proteínas de lenteja, así como las actividades inhibidora de la ECA y antioxidante de los hidrolizados producidos. La hidrólisis con Savinasa a 300 MPa durante 15 min dio lugar a los hidrolizados de lenteja con mayores actividades biológicas, que se mantuvieron o incluso mejoraron tras ser sometidos a una digestión gastrointestinal in vitro. La aplicación de esta tecnología emergente también fue eficaz para la producción de hidrolizados proteicos de judía, ya que favoreció la liberación de péptidos de bajo peso molecular así como de compuestos fenólicos, siendo el tratamiento con Savinasa a 200 MPa durante 15 min el más efectivo para maximizar las actividades inhibidora de la ECA y antioxidante de los hidrolizados de judía. En conjunto, estos estudios confirman que el tratamiento de hidrólisis enzimática, especialmente si es asistida por APH, es una herramienta efectiva para producir hidrolizados multifuncionales con actividades inhibidora de la ECA, antioxidante y anti-inflamatoria a partir de proteínas de judía y lenteja. Estos hidrolizados podrían ser potencialmente empleados como ingredientes en la elaboración de alimentos funcionales dirigidos a la regulación de la presión sanguínea.