Actividad antimicrobiana de hidrolizados proteicos de semillas de "Mucuna pruriens" en cepas de "Escherichia coli" y "Listeria monocytogenes" para su aplicación en la industria alimentaria

Tesis (Bachelor) , 2016 , 65 Páginas , Calificación: 94

Biología - Microbiología y Biología molecular

En el presente trabajo de investigación se evaluó la actividad inhibitoria de crecimiento bacteriano de derivados proteicos de Mucuna pruriens obtenidos por hidrólisis enzimática del concentrado de proteína de las semillas de dicha planta. Se utilizaron granos secos de Mucuna obtenidos de un productor del estado de Yucatán y de una sola cosecha. Para la obtención del concentrado se realizó un fraccionamiento húmedo de los componentes de la harina de los granos y posteriormente se hidrolizaron mediante dos sistemas secuenciales, Alcalase®-Flavourzyme® (AF) y Pepsina–Pancreatina (PP). Para obtener fracciones de determinado tamaño molecular se realizó la ultrafiltración utilizando membranas de 10, 5, 3 y 1 kDa. Los grados de hidrólisis de ambos sistemas fueron de 25.34% y 47.28% para AF y PP respectivamente. El contenido proteico de las fracciones osciló entre 0.114 – 1.018 para AF y 0.175 – 1.014 para PP. El tamaño de las fracciones fue verificado mediante electroforesis desnaturalizante SDS-PAGE y comparado contra marcadores moleculares comerciales. Se realizaron cultivos de los microorganismos Escherichia coli O157:H7 y Listeria monocytogenes ATCC 19115. Para la evaluación de sensibilidad antimicrobiana se siguieron los protocolos M100-S24, M45-L del CLSI y del EUCAST (European Comittee on Antimicrobial Suceptibility Testing). Las pruebas de difusión en disco fueron negativas para ambos sistemas siendo las cepas resistentes a todas las fracciones proteicas probadas. Se realizó un antibiograma a cada microorganismo y se probó la sensibilidad a antibióticos conocidos.

Inhaltsverzeichnis

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

ANTECEDENTES

OBJETIVOS

HIPÓTESIS

MATERIALES Y MÉTODOS

RESULTADOS Y DISCUSIONES

CONCLUSIONES

APÉNDICE 1: IMÁGENES

APÉNDICE 2: PERFIL AMINOACÍDICO DE Mucuna pruriens

APÉNDICE 3: FIGURAS Y GRÁFICAS

APÉNDICE 4: TABLAS

REFERENCIAS

RESUMEN

Artículo 100 del Reglamento Interior de la Facultad de Química de la Universidad Autónoma de Yucatán.

“Aunque un trabajo en opción a Titulación hubiere servido para el Examen Profesional y hubiere sido aprobado por el Sínodo, sólo su autor es responsable de las doctrinas en él emitidas”.

AGRADECIMIENTOS

A mi directora de tesis la Dra. Maira Rubí Segura Campos, por darme la oportunidad de participar en su proyecto de investigación.

A mis revisores Dra. Zhelmy del R. Martín Quintal, ECQB. Enna Rosa Coello Mis y Dr. Javier Jesús Flores Abuxapqui, por su tiempo y dedicación en la revisión de este texto

A mis profesores M. en C. José Rafael López Cetz y M. en C. Amílcar Ramsés Aguilar González, por sus sabios consejos y compartir sus experiencias y conocimientos durante gran parte de la licenciatura, que me permitieron el desarrollo de habilidades y dominio de técnicas que fueron fundamentales para la realización de esta tesis.

A los Químicos MI. Heidi Quiñones Díaz, M. en C. Concepción Torres Díaz y Q.F.B. Ángel Silva Pérez por brindarme su gran apoyo y consejos en las técnicas del área de microbiología.

A todos y cada uno de ustedes mis sinceros respetos y agradecimientos.

El siguiente trabajo de tesis se realizó en el Laboratorio de Ciencias de los Alimentos de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Yucatán, como parte del proyecto titulado: “Investigación científica dirigida al desarrollo de derivados proteínicos de Mucuna pruriens con potencial actividad biológica para la prevención y/o tratamiento de enfermedades crónicas asociadas al sobrepeso y la obesidad”, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología - Ciencia Básica con número de registro 154307.

En el presente trabajo de investigación se evaluó la actividad inhibitoria de crecimiento bacteriano de derivados proteicos de Mucuna pruriens obtenidos por hidrólisis enzimática del concentrado de proteína de las semillas de dicha planta. Se utilizaron granos secos de Mucuna obtenidos de un productor del estado de Yucatán y de una sola cosecha. Para la obtención del concentrado se realizó un fraccionamiento húmedo de los componentes de la harina de los granos y posteriormente se hidrolizaron mediante dos sistemas secuenciales, Alcalase®- Flavourzyme® (AF) y Pepsina-Pancreatina (PP). Para obtener fracciones de determinado tamaño molecular se realizó la ultrafiltración utilizando membranas de 10, 5, 3 y 1 kDa. Los grados de hidrólisis de ambos sistemas fueron de 25.34% y 47.28% para AF y PP respectivamente. El contenido proteico de las fracciones osciló entre 0.114 - 1.018 para AF y 0.175 - 1.014 para PP. El tamaño de las fracciones fue verificado mediante electroforesis desnaturalizante SDS-PAGE y comparado contra marcadores moleculares comerciales. Se realizaron cultivos de los microorganismos Escherichia coli O157:H7 y Listeria monocytogenes ATCC 19115. Para la evaluación de sensibilidad antimicrobiana se siguieron los protocolos M100-S24, M45-L del CLSI y del EUCAST (European Comittee on Antimicrobial Suceptibility Testing). Las pruebas de difusión en disco fueron negativas para ambos sistemas siendo las cepas resistentes a todas las fracciones proteicas probadas. Se realizó un antibiograma a cada microorganismo y se probó la sensibilidad a antibióticos conocidos.

INTRODUCCIÓN

Hoy en día uno de los grandes retos que enfrenta la industria alimentaria, es proporcionar productos que permanezcan inocuos, desde la salida de la planta de producción, hasta la ingesta por parte del consumidor. Esto se debe principalmente a que muchos de los microorganismos considerados no patógenos por su fácil eliminación o inactivación, han desarrollado resistencia como resultado del uso indiscriminado de antibióticos sintéticos. Por esta razón es necesario desarrollar antibióticos alternativos, que provean estos nuevos antimicrobianos.¹ Los antibióticos de origen vegetal tienen enorme potencial terapéutico, menores efectos adversos asociados al uso de antibióticos sintéticos, y su uso ha demostrado no generar resistencia en los microorganismos.²

Dos de las bacterias de gran interés en esta industria son Escherichia coli y Listeria monocytogenes, que se caracterizan por estar presentes en casi todos los ambientes, y causar enfermedades que pueden ser letales si no son tratadas adecuadamente. L. monocytogenes, es causante de la listeriosis, padecimiento que tiene una tasa de mortalidad cercana al 20%, siendo los alimentos su principal medio de transmisión; E. coli por su parte, que se encuentra comúnmente como comensal en el intestino de los mamíferos, está adquiriendo factores de virulencia de distintas cepas cada vez más agresivas, llegando algunas incluso a desarrollar características combinadas de otras altamente patógenas, provocando cuadros diarreicos que en ciertas condiciones podrían desencadenar la muerte del paciente por deshidratación, sobretodo en menores y personas de la tercera edad.³

Debido a esta problemática, muchos países ya están desarrollando investigaciones en microorganismos y plantas los cuales proveen una rica fuente de metabolitos secundarios, que pueden ser potencialmente utilizados en el desarrollo y fabricación de fármacos y otros productos bioactivos.³ En este sentido Mucuna pruriens es una leguminosa tropical, que posee una alta concentración de proteínas (23%-25%) y tiene potencial como fuente alternativa y económica de estas.⁴ Ha sido evaluada la actividad farmacológica de sus extractos como agentes antimicrobianos, antiprotozoarios, antiinflamatorios, antidiabéticos, antioxidantes y neuroprotectores.⁵ En investigaciones recientes se ha descrito la actividad biológica de fracciones peptídicas obtenidas por ultrafiltración a partir de la porción soluble de hidrolizados proteicos de Mucuna pruriens; las cuales han presentado en estudios in vitro capacidad antioxidante e inhibidora de la Enzima Convertidora de Angiotensina I (ECA) y en estudios in vivo efecto hipotensor.⁶

El objetivo del presente proyecto es identificar las fracciones peptídicas de los hidrolizados proteicos de M. pruriens con potencial actividad antimicrobiana, en contra de E. coli y L. monocytogenes, debido al impacto que dichas bacterias tienen en la industria alimentaria y la salud humana.

ANTECEDENTES

Resistencia bacteriana

La amplia utilización de antibióticos en los sistemas de producción de alimentos de origen animal ha producido la aparición de bacterias zoonóticas resistentes a estos agentes, las cuales pueden ser transmitidas al ser humano a través de la cadena alimenticia. Una infección con bacterias resistentes a antibióticos impacta negativamente en la salud pública, debido al incremento en la incidencia de fallas terapéuticas y en la severidad de las enfermedades. El desarrollo de resistencia bacteriana en alimentos puede ser resultado de mutaciones cromosómicas, pero es más comúnmente asociada a una transferencia horizontal de determinantes de resistencia a cargo de elementos genéticos móviles.⁷

Los alimentos pueden representar un entorno dinámico para la continua transferencia de determinantes de resistencia a antibióticos entre bacterias. Los sistemas de conservación de los alimentos actuales utilizan una combinación de factores ambientales para reducir el crecimiento de bacterias, pero pueden intensificar el desarrollo y la diseminación de la resistencia a los antibióticos entre los patógenos relacionados con los alimentos, sobre todo por la adaptación que desarrollan éstas.⁷ Por otra parte, el uso de compuestos antimicrobianos en la producción de alimentos para animales tiene beneficios demostrados, incluyendo la mejora de la salud animal, la mayor producción y, en algunos casos, la reducción de patógenos transmitidos por los alimentos.⁸ Sin embargo, el uso de antibióticos con fines agrícolas, especialmente para la mejora del crecimiento, ha sido objeto de mucho escrutinio, ya que se ha demostrado que contribuyen a la mayor prevalencia de bacterias resistentes a los antibióticos de significado humano.⁸

La transferencia de genes de resistencia a antibióticos y la selección de bacterias resistentes pueden ocurrir a través de una variedad de mecanismos, que puede no siempre estar vinculada al uso de antibióticos específicos. Los datos de prevalencia pueden proporcionar un poco de perspectiva sobre la distribución geográfica y los cambios en la resistencia a lo largo del tiempo; sin embargo, las razones son diversas y complejas. Mucho se ha considerado esta cuestión tanto en frentes nacionales como internacionales, y varios países han promulgado o están considerando restricciones más estrictas o prohibiciones de algunos tipos de uso de antibióticos en la producción animal.⁸

En algunos casos, la prohibición del uso de antibióticos promotores del crecimiento parece haber dado lugar a una disminución en la prevalencia de algunas bacterias resistentes a los medicamentos; sin embargo, los aumentos posteriores en la morbilidad y la mortalidad de los animales, especialmente en animales jóvenes, a veces han dado lugar a un mayor uso de antibióticos terapéuticos, que a menudo provienen de familias de fármacos de mayor relevancia para la medicina humana.⁸

Aunque los brotes de contaminación por bacterias resistentes a los antibióticos se han catalogado desde 1970, en los Estados Unidos, la mayoría se han producido desde el año 2000, siendo los productos lácteos los que representaron una cuarta parte de los brotes (14 brotes, 25%); la carne molida de res contaminada fue también una causa común (10 brotes, 18%). Productos avícolas contaminados causaron siete brotes, alimentos procesados cuatro, y los mariscos representaron dos. Un brote de cada uno estaba relacionado con la carne de cerdo y los huevos. Alimentos de varios ingredientes causaron tres brotes, y ningún vehículo alimentario específico se determinó en trece de los brotes, a pesar de que las características de los brotes indicaron que estaban relacionados con los alimentos (Figura 1).⁹

Lácteos Carne molida Pollo Alimentos Pescados y Puerco Huevo Desconocidos Alimentos de de res procesados mariscos varios ingredientes

Figura 1.- Brotes por categorias de alimentos ⁹

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De los 55 brotes notificados enfermaron 20,601 individuos, de los cuales 3,166 requirieron hospitalización y 27 fallecieron. Dos tercios (67%) de las muertes se debieron a un gran brote asociado a leche en el año de 1985 que mató a 18 personas y enfermó a 16,659. Ese brote también fue responsable de 2,777 (88%) de todas las hospitalizaciones reportadas, cabe señalar que el número de individuos se clasifica de acuerdo al ingreso hospitalario sin especificar edad o género.⁹

Los Patrones de resistencia a los antibióticos mostraron que la mayoría de los brotes [39 de 55 (70%) ] fueron resistentes a al menos un antibiótico (Figura 2).

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Figura 2.- Perfil de resistencia a antibi ó ticos clasificados por la OMS ⁹

La estreptomicina es un aminoglucósido clasificado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como "críticamente importante " y por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) como "muy importante" para su tratamiento en la medicina humana. La resistencia a la tetraciclina, un antibiótico de uso común en la producción de alimentos de origen animal, considerado como de gran importancia en medicina humana por la FDA y la OMS, fue observada en un estudio realizado por Smith⁹ en 2013 en 47 de 55 brotes (85%). La resistencia a cefalosporina se produjo en 28 brotes, y la resistencia a la cefamicina, un antibiótico similar a la cefalosporina, se produjo en 15 brotes.⁹

Escherichia coli.

Escherichia coli representa una diversa colección de organismos Gram negativos que pueden ser patógenos o comensales en el intestino de los mamíferos. Ciertas cepas de E. coli pueden producir enteritis o gastroenteritis por seis mecanismos distintos, que conducen a seis síndromes clínicos diferentes; estas cepas incluyen E. coli enterotoxigénica (ETEC), E. coli enteropatógena (EPEC), E. coli productora de shiga-toxina (STEC), E. coli enteroinvasiva (EIEC), E. coli enteroagregante (EAEC) y E. coli difusamente agregante (DAEC). Los aislados de EPEC, EAEC y DAEC se caracterizan por sus patrones distintos de adherencia a las células epiteliales in vitro.¹⁰ Las cepas de EPEC se unen a las células huésped en un patrón denominado adherencia local, en el cual se forman microcolonias sobre superficies de las células. Los aislados de EAEC se unen en un patrón de adherencia agregante caracterizado por una disposición similar a ladrillos apilados sobre las superficies de las células. Las cepas DAEC están definidas por un patrón de adherencia difusa en el cual las bacterias cubren difusamente la totalidad de la superficie celular. Además de las seis clases de E. coli diarreicogénicas mencionadas, existen otras clases potenciales, como E. coli productora de toxina citoletal distensora (CDT) y la E. coli desprendedora de células (CDEC) no caracterizadas aún en forma completa.¹⁰ En 1982 se descubrió la importancia clínica de la E. coli enterohemorrágica EHEC, cuando fue asociada a dos trastornos de etiología desconocida hasta ese momento: la colitis hemorrágica y el síndrome urémico-hemolítico. E. coli O157: H7 fue el primero de los serotipos productores de toxina shiga del que se supo producía enfermedad humana, denominada así porque expresa el antígeno somático (O)157 y el antígeno flagelar (H)7. La virulencia de esta cepa está dada por la capacidad de producir una o más toxinas shiga.¹⁰ Mientras que las ETEC, EPEC y DAEC son la principal causa de diarreas en niños de países en desarrollo, en países desarrollados la cepa patógena intestinal de mayor prevalencia la tiene la EHEC, siendo la más común la O157:H7, que comúnmente se adquiere por la ingesta de alimentos o agua contaminada.¹¹ Desde la década de 1890 E.coli fue seleccionada como indicador biológico de la seguridad en el tratamiento de agua, debido a que se encuentra en las heces fecales de todos los mamíferos, en concentraciones de 10 log 9-1, pero no se multiplica significativamente en el ambiente.¹²

A principios de 1993, se produjo el brote más grande de intoxicación alimentaria por E. coli hasta la fecha causado por E. coli O157:H7 en los estados de Washington, Idaho, California y Nevada. En conjunto, se reportaron 582 casos confirmados por cultivo, que produjeron 117 hospitalizaciones, 41 casos de síndrome urémico- hemolítico y 4 muertes más. Se considera que la mayoría de las enfermedades causadas por E. coli en los Estados Unidos está relacionada con la ingesta de carne molida de res. Esto se debe a la alta prevalencia de infecciones por E. coli O157:H7 en el ganado vacuno.¹⁰

Recientemente se ha descubierto un linaje clonal perteneciente al serotipo O104:H4 que tiene rasgos tanto de EHEC como de DAEG y fue responsable de un brote de diarrea hemorrágica, síndrome urémico- hemolítico y muertes en Alemania en el 2011 y fue localizada en germinados de soya contaminados.¹¹ Por otra parte, en países como Dinamarca, Alemania, Noruega, España y Suecia existe un importante programa de monitoreo de resistencia antimicrobiana de E. coli, aislada en tres tipos de carnes: res, puerco y pollos de engorda.¹³

Listeria monocytogenes

En los últimos 25 años L. monocytogenes se ha vuelto cada vez más importante como patógeno asociado a los alimentos. La mayoría de los países de la Unión Europea tienen una incidencia anual de listeriosis humana de entre dos y diez casos reportados por millón.¹⁴ Debido a su alta tasa de letalidad, la listeriosis se encuentra entre las causas más frecuentes de muerte por enfermedades transmitidas por alimentos.¹⁴ Infecciones por L. monocytogenes son responsables de las tasas de hospitalización más altas (91%) entre los agentes patógenos transmitidos por los alimentos conocidos y se han relacionado con episodios esporádicos y brotes importantes de enfermedad en seres humanos en todo el mundo.¹⁴ La listeriosis en el hombre, es una enfermedad con una alta tasa de mortalidad, de entre un 20 y 30%; cada año se registran casos graves de esta enfermedad los cuales tienen un desenlace fatal.¹⁴ La capacidad de persistir en ambientes de procesamiento de alimentos y multiplicarse a temperaturas de refrigeración hace de L. monocytogenes una amenaza significativa para la salud pública. La contaminación por esta bacteria es una de las causas principales de la retirada del mercado de alimentos, principalmente de carne, aves, mariscos y productos lácteos.¹⁴ Cabe señalar que Listeria spp. es omnipresente y casi todas las clases de alimentos pueden estar contaminados; sin embargo, L. monocytogenes es la única especie de importancia en la Salud Pública.¹⁵

La resistencia a los antimicrobianos en Listeria ha emergido en los últimos años. Los estudios han demostrado que varias especies de Listeria aisladas de seres humanos o de instalaciones de producción o procesamiento de alimentos presentaron resistencia a uno o más antibióticos. En el año 2001 se hizo un estudio a 1001 aislamientos de Listeria en alimentos de tiendas de conveniencia, para determinar sus niveles de resistencia a ocho antibióticos; cerca de 10.9% de los aislamientos fue resistente a uno o más antibióticos. La resistencia a la penicilina o tetraciclina fue la más común y no había resistencia a los antibióticos usados comúnmente para el tratamiento de la listeriosis; sin embargo, esto no elimina la posibilidad de que la resistencia a los antibióticos utilizados para el tratamiento de la listeriosis como la ampicilina no se pueda adquirir, ya que este fármaco pertenece a la misma familia de antibióticos beta-lactámicos.¹⁶ En otro estudio se determinó la resistencia antimicrobiana de L. monocytogenes aisladas de 304 muestras de carne. El estudio no reveló ninguna cepa resistente de las muestras para los antibióticos probados.¹⁶ En el año 2002 en un estudio en vegetales se probó la sensibilidad de veintiún aislamientos de L. monocytogenes de la col, el agua y muestras ambientales a diversos antibióticos. El estudio mostró que 20 aislamientos (alrededor del 95%) fueron resistentes a dos o más antibióticos. Alrededor del 85% de los aislamientos fue resistente a la penicilina y una de las cepas también fue resistente a gentamicina. Este estudio es importante ya que revela la presencia de cepas de L. monocytogenes resistentes a múltiples fármacos en muestras de alimentos y medioambientales.¹⁶ Las diferencias en los resultados reportados por los dos estudios podrían ser debido al tipo de muestras utilizadas y la variabilidad en los procedimientos utilizados para las pruebas de sensibilidad a los antimicrobianos.¹⁶

Hidrolizados proteicos para la obtención de péptidos bioactivos Los hidrolizados proteicos han sido empleados para reducir la alergenicidad a ciertas proteínas nativas, suministrar requerimientos nutrimentales, producir péptidos con actividades biológicas específicas, enlazar minerales, entre otras funciones. Además producen ciertas características funcionales como cambios de solubilidad, viscosidad, sabor, propiedades de formación de espuma y emulsión.¹⁷

La obtención de hidrolizados proteicos puede darse mediante métodos químicos, fermentativos y enzimáticos. Los métodos químicos son poco utilizados debido a los efectos perjudiciales que sufren los aminoácidos como oxidación (cisteína y metionina), destrucción (serina y treonina), conversión (glutamina y asparagina en glutamato y aspartato) y generación de compuestos tóxicos (lisinoalanina).¹⁸ Los métodos fermentativos se han aplicado para la obtención de leches fermentadas usando bacterias intestinales, tales como Bifidobacterium y bacterias ácido lácticas, las cuales han sido reconocidas como importante medicina preventiva.¹⁹ Este reconocimiento se debe en parte a la presencia de péptidos como los conformados por VPP (Valina-Prolina-Prolina) e IPP (Isoleucina-Prolina-Prolina) los cuales han demostrado actividad antihipertensiva y son obtenidos de la fermentación de la leche con cepas de Lactobacillus helveticus.²⁰ La generación de hidrolizados proteicos por la vía enzimática, involucra la utilización de enzimas que catalicen la ruptura de enlaces peptídicos, generando péptidos de menor tamaño o incluso aminoácidos libres. Estos son de fácil digestión y absorción por el tracto gastrointestinal, mejorando propiedades fisicoquímicas, funcionales, sensoriales y biológicas con respecto a la proteína nativa.²¹

Hidrólisis enzimática

La hidrólisis enzimática se lleva a cabo mediante proteasas, es decir por acción de enzimas que tienen la habilidad de dividir las proteínas en péptidos pequeños y catalizar la síntesis de los mismos bajo condiciones apropiadas. Las principales preparaciones de enzimas comerciales de grado alimentario se encuentran disponibles en el mercado en estado líquido o como pellets secos y participan en una cantidad considerable de reacciones hidrolíticas con diferentes grados de intensidad y selectividad con repercusiones en diferentes áreas como la clínica, la bioquímica, los alimentos, etc. La mayoría de ellas son endoproteasas que producen un gran número de péptidos que difieren entre sí por su peso molecular, dependiendo de su grado de hidrólisis.²¹

Alcalase® 2.4 L es una enzima grado alimentario producida por Novo Nordisk, Bagsvaerd, Denmark. Es una proteasa alcalina serínica de origen bacteriano obtenida del Bacillus licheniformis con actividad endoproteasa, empleada ampliamente por su bajo costo. Su principal componente enzimático es la subtilisina (EC 3.4.21.62). La subtilisina consta de una cadena simple de péptidos de 274 residuos de aminoácidos sin enlaces disulfuro, y tiene una masa molecular de 27.277 KDa con un punto isoeléctrico de 4.9. La enzima presenta amplia especificidad e hidroliza la mayoría de los enlaces peptídicos, preferentemente aquellos que contengan residuos de aminoácidos aromáticos así como también aquellos enlaces donde el sitio carboxílico contenga residuos hidrofóbicos como leucina, tirosina y valina. Esta enzima tiene su pH óptimo de actividad entre 8 y 9, siendo rápidamente inactivada debajo de pH 5 y por encima de pH 11.²² Flavourzyme® es una proteasa de origen microbiano obtenida de

Aspergillus oryzae y presenta actividad tanto endoproteasa como exopeptidasa con un pH óptimo entre 5.0 y 7.0. La actividad de esta enzima es de 1.0 unidad leusina aminopeptidasa (LAPU)g-1. Una LAPU se define como la cantidad de enzima que hidroliza 1 mmol de leucine-p-nitroanilida por minuto.²³

La pepsina y la pancreatina son enzimas propias del aparato digestivo capaces de hidrolizar concentrados proteínicos y generar mezclas de péptidos capaces de atravesar el tracto gastrointestinal en forma intacta sin ser degradados y ejercer por ende sus funciones biológicas. La pepsina es una enzima proteolítica generada en el estómago durante la digestión de los alimentos; es una endopeptidasa poco específica en su acción hidrolítica, aunque ataca principalmente enlaces peptídicos donde existen aminoácidos aromáticos, metionina o leucina; generalmente produce péptidos y muy pocos aminoácidos libres. La pancreatina incluye proteasas como tripsina, quimiotripsina y elastasa y se genera en el intestino delgado; tienen actividad de endopeptidasas, contienen una serina como centro activo y presentan mayor especificidad de acción que la pepsina.²⁴

Propiedades funcionales y biológicas de los hidrolizados proteicos

Debido a la hidrólisis, las propiedades moleculares de las proteínas cambian, produciéndose la disminución del peso molecular, el aumento de la carga y la liberación de grupos hidrofóbicos, entre otros fenómenos. Estos cambios moleculares pueden ser detectados con varios métodos analíticos, uno de los más utilizados para describir el resultado de un proceso de hidrólisis es el grado de hidrólisis (GH), otro parámetro es la distribución del peso molecular de los péptidos en los hidrolizados. Para esto se emplean técnicas como SDS-PAGE o cromatografía de exclusión por tamaño. Estas técnicas se usan frecuentemente para comparar la acción hidrolítica de varias proteasas, o para caracterizar hidrolizados hipoalergénicos. Finalmente, los hidrolizados se caracterizan ocasionalmente mediante cromatografía de fase reversa, la cual detalla campos de información acerca de la complejidad de los hidrolizados. Como resultado de los cambios moleculares, las propiedades funcionales de las proteínas se ven afectadas. Aunque el término propiedad funcional con frecuencia se aplica solamente para indicar propiedades tecnofuncionales de los hidrolizados, también incluye las propiedades biofuncionales, las cuales pueden ser subdivididas en nutrimentales y fisiológicas o funcionalidad biológica. Las propiedades nutrimentales de la hidrólisis reflejan por ejemplo su digestibilidad aumentada y alergenicidad disminuida cuando se las compara con las proteínas parentales. Las propiedades fisiológicas abarcan bioactividades potenciales del hidrolizado, las cuales se originan de la liberación de péptidos bioactivos. Finalmente, las propiedades tecnofuncionales representan funcionalidad tecnológica, tales como solubilidad, propiedades emulsificantes y espumantes (Figura 3)²⁵

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Figura 3.- Cambios en las características de la proteína debido a la hidrólisis.²⁵

Péptidos Bioactivos

Las proteínas son el principal componente estructural de células y tejidos, siendo necesarias para el crecimiento y el desarrollo corporal, para el mantenimiento y reparación de tejidos, por su acción catalítica y como constituyentes esenciales de ciertas hormonas. Estudios recientes han demostrado que las proteínas y los péptidos derivados de ellas, exhiben una serie de actividades biológicas con efecto directo sobre procesos fisiológicos del organismo, más allá de su aporte nutrimental, potenciando así el uso de proteínas de origen no convencional o subutilizadas, como proteínas vegetales provenientes de fuentes silvestres, residuos de pesquerías, subproductos de la extracción de aceites, etc.²⁶ Los péptidos bioactivos contienen de 2 a 9 aminoácidos; sin embargo, este rangopuede extenderse a 20 o más unidades aminoacídicas, y han sido aislados principalmente a partir de hidrolizados proteínicos y de productos lácteos modificados por fermentación bacteriana, pero también se pueden generar durante la digestión gastrointestinal ²⁷

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• Curso: QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO
• Calificación: 94
• Autor: Alfredo Benjamín Fuentes Ortiz (Autor)
• Año de publicación: 2016
• Páginas: 65
• No. de catálogo: V352263
• ISBN (Ebook): 9783668386877
• ISBN (Libro): 9783668386884
• Idioma: Español
• Etiqueta: mucunna pruriens, efecto antimicrobiano, hidrolizados protéicos, pruebas de sencibilidad en disco, Listeria monocytógenes, Alcalase®-Flavourzyme®, Pepsina–Pancreatina, Escherichia coli O157:H7