Obtención de hidrolizados de proteínas de leche de cabra con actividad inhibidora de la enzima convertidora de la angiotensina

Resumen

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en todo el mundo, en 2005 provocaron alrededor del 30% de las muertes y se calcula que en 2015 morirán cerca de 20 millones de personas. En la actualidad, el principal factor de riesgo de estas enfermedades es la hipertensión, que afecta a más del 25% de la población mundial. Por tanto, el control y tratamiento de la hipertensión es de vital importancia. Una de las vías investigadas para paliar el problema, consiste en la inhibición de la enzima convertidora de la angiotensina (ACE). Esta enzima actúa sobre el sistema renina-angiotensina-aldosterona provocando la transformación de angiotensina I en angiotensina II (un potente vasoconstrictor) y sobre el sistema calicreína-cinina degradando el vasodilatador bradiquinina, todo ello provoca un aumento de la presión sanguínea. Hoy en día existen péptidos sintéticos (principios activos de medicamentos) capaces de inhibir a ACE reduciendo así la presión sanguínea. Sin embargo, estos medicamentos presentan algunos efectos secundarios indeseables. Dada la magnitud del problema y su importancia para la salud pública, en los últimos años se han realizado numerosas investigaciones dirigidas a la obtención de inhibidores naturales de ACE procedentes de la hidrólisis de proteínas alimentarias, con el objetivo de introducirlos en la formulación de alimentos funcionales. Estos péptidos no podrían sustituir al medicamento pero sí ayudar en su tratamiento y prevención. Así, el objetivo de este trabajo de investigación es la producción de péptidos inhibidores de ACE a partir de las proteínas de leche de cabra. Para ello se ha estudiado la hidrólisis enzimática con proteasas de origen animal y bacteriano (tripsina y subtilisina) de la leche de cabra y de sus proteínas, caseínas y proteínas séricas. Las fracciones proteicas se obtuvieron mediante ultrafiltración con membranas cerámicas de 0.14 µm. En el caso de la leche de cabra, se han optimizado las condiciones de operación que maximizan el grado de hidrólisis y la actividad inhibidora de forma independiente, y conjuntamente mediante optimización biobjetivo. Los mejores resultados de inhibición se han obtenido para el sistema caseínas ¿ tripsina ¿ subtilisina. Se ha realizado la caracterización e identificación de péptidos de estos hidrolizados mediante cromatografía de exclusión de tamaños y LC-MS/MS. Las fracciones obtenidas presentaron valores IC50 comprendidos entre 5 y 57 microg/mL. Además, se han logrado identificar 11 de los péptidos presentes en las fracciones más activas. Algunos de estos péptidos (TGPIPN, LHLPLPL, HLPLPL y EMPFPK) habían sido identificados previamente como inhibidores de ACE procedentes de caseínas, mientras que otros (WY) se han identificado por primera vez en esta investigación. Para comprobar la resistencia de los péptidos inhibidores al proceso de digestión, los hidrolizados obtenidos con mayor capacidad inhbidora ACE se han sometido a un proceso de hidrólisis en dos etapas sucesivas con pepsina y enzimas pancréaticas, que simulan la digestión real. Se ha comprobado que los hidrolizados producidos con la combinación de enzimas mantienen su poder de inhibición de ACE, mientras que los hidrolizados obtenidos utilizando la enzima de origen animal reducen su actividad en más de un 50%. La investigación realizada se ha completado con el estudio del proceso de purificación de los péptidos inhibidores por membranas y del proceso de secado por atomización. Para la purificación/concentración se han estudiado dos estrategias, cada una con dos etapas consecutivas. Como resultado destacable se ha obtenido que el hidrolizado de la fracción proteica de caseínas mejora un 30% su actividad inhibidora mediante ultrafiltración a través de membrana de 50 kDa. El proceso se ajustó a un modelo de bloqueo completo de poro. Por el contrario la segunda etapa propuesta (3 kDa) no mejoró la capacidad inhibidora. Las membranas cerámicas usadas en las filtraciones recuperaron totalmente sus características filtrantes después de la limpieza alcalina empleada, lo que permite su reutilización. En el proceso de estabilización por secado por atomización, tanto la temperatura de salida del aire como el rendimiento se correlacionaron con las variables de entrada, temperatura de entrada del aire y caudal de alimentación de hidrolizado. Se obtuvo un óptimo para el rendimiento a 170 ºC y 4.35 mL/min. El proceso de secado reduce en un 25% la actividad inhibidora del hidrolizado original, pero a pesar de ello, éste mantiene un actividad inhibidora adecuada, IC50 = 273.23 microg/mL, para su inclusión en fórmulas para alimentación funcional.