10 de Septiembre de 2016
Artículo de divulgación

Hidrólisis enzimática asistida por alta presión hidrostática de proteínas de suero lácteo

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leche

Las alergias alimentarias son reacciones de hipersensibilidad causadas generalmente por algunas proteínas presentes en los alimentos. Los productos lácteos están incluidos dentro del grupo de alimentos, responsables de ocasionar el 90% de las alergias alimentarias. En el caso de niños alérgicos a proteína de leche de vaca, se recomienda el uso de fórmulas hipoalergénicas, compuestas generalmente por proteínas hidrolizadas extensivamente, que carecen casi completamente de reactividad inmunológica. Actualmente, este grupo de investigación está trabajando en nuevas estrategias para reducir la alergenicidad de las proteínas de los alimentos.

 

Resumen técnico 

Las alergias alimentarias son reacciones de hipersensibilidad mediadas por mecanismos inmunes activadas por la presencia de antígenos -generalmente proteínas- en los alimentos, tales como las que se encuentran en la leche de vaca. Las guías internacionales recomiendan el uso de fórmulas hidrolizadas extensamente como alternativa para los niños con alergia producida por las proteínas presentes en la leche de vaca. Nuevas estrategias para reducir la alergenicidad de éstas proteínas, incluyen tratamientos innovadores, como los procesos de alta presión hidrostática (APH), que son capaces de inducir modificaciones en las proteínas de manera similar a aquellas producidas por los tratamientos térmicos. De esta manera, la tecnología de APH podría proponerse como alternativa a los tratamientos térmicos para favorecer, combinada con las enzimas hidrolíticas, la reducción de la alergenicidad de los alimentos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar si el tratamiento de APH es capaz de inducir la capacidad hidrolítica de las enzimas α-quimotripsina y bromelina, en la antigenicidad de las proteínas del suero. 

Los tratamientos de APH consistieron en la aplicación de 5 niveles de presión (100, 200, 300 y 400 MPa) durante 4 tiempos (0, 5, 15, o 30 min). La relación enzima/sustrato fue siempre de 1/10 (p/p). Como control, se utilizó lactosuero no tratado. Para evaluar el efecto de la APH sobre las proteínas del suero se midieron los grupos sulfidrilos (SH) libres. El grado de hidrólisis se determinó por el método de OPA.   

Respecto a la eficacia de los tratamientos de APH para inducir el desplegamiento proteico (en ausencia de enzimas), en los niveles más altos de presión, se observó la mayor exposición de los grupos SH libres. Cuando el tratamiento APH se combinó con hidrólisis enzimática, el grado de hidrólisis aumentó con el nivel de presión aplicada y el tiempo de procesamiento. 

Los resultados obtenidos en el presente trabajo sugieren que, durante la desnaturalización inducida por el tratamiento APH ensayado, podría ocurrir un aumento de la antigenicidad, posiblemente debido a la exposición de los epítopes lineales ocultos en el core de las proteinas. Sin embargo, la hidrólisis enzimática produce la ruptura de enlaces peptídicos, pudiendo afectar los mencionados antígenos y por lo tanto el poder antigénico del lactosuero. Aunque se necesitan estudios complementarios, estos resultados preliminares son promisorios.

 

Enzymatic hydrolysis assisted by high hydrostatic pressure process in whey protein

Food allergies are hypersensitivity reactions mediated by immune mechanisms triggered by the presence of antigens –generally proteins- in food, such as those found in cow’s milk. International guidelines recommend the use of extensively hydrolyzed formulas as alternative for children with cow’s milk allergy. Novel strategies to reduce allergenicity of food proteins include innovative treatments, such as high hydrostatic pressure (HHP) processes, which are able to induce protein modifications similarly to thermal treatments. Thus, HHP technology can be proposed alternatively to thermal treatments to assist on the reduction of food allergenicity.  The aim of this work was to assess the applicability of HHP treatment to assist the enzymatic hydrolysis of target proteins, such as whey proteins, in order to modify their antigenicity. Experiments were carried out to verify the effectiveness of HHP technology to accelerate whey protein hydrolysis reaction with selected enzymes (α-chymotrypsin and bromelain), and to affect the protein allergenic power. For this purpose, different HHP cycles were carried out at several pressure level (100, 200, 300 and 400 MPa) and the untreated whey protein samples were used as control. A fixed enzyme/substrate ratio (1/10 w/w) was used in the experiments, while the treatment time was changed from 0 to 30 minutes (0, 5, 15, or 30 min). Free sulfhydryl groups were measured to evaluate the chemical and structural effects of HHP on whey proteins, while the degree of hydrolysis was detected by OPA method. Concerning the efficiency of HHP treatments to induce protein unfolding, the highest exposure of free SH groups took place upon the highest pressure levels. When HHP treatments were combined with enzymatic hydrolysis, the degree of hydrolysis increased with the pressure level applied and the processing time. Results obtained in the present work suggest that, even if an increased antigenicity potentially occurs due to the exposure of hidden linear epitopes upon the unfolding induced by the non-thermal treatment assayed, further peptide bonds cleavage also take place after hydrolysis. This effect could change whey proteins antigens, and thus its antigenic power. Although further studies are required these preliminary result is promising.

Referencias

Áreas geográficas alcanzadas
    • Argentina