Evaluación de las propiedades tecnofuncionales y biológicas de los hidrolizados de proteína de la hoja de yuca (Manihot esculenta crantz) variedad venezolana

Abstract

RESUMEN: A nivel mundial en la industria de alimentos, hay una tendencia hacía la búsqueda de desarrollo de ingredientes funcionales, que enriquecen o fortalecen las propiedades sensoriales y físicas de los alimentos, además, que aporten componentes beneficiosos para la salud. Para este fin, se ha fijado el interés en la utilización de proteínas de origen vegetal. La planta de yuca (manihot esculenta crantz) es conocida por la producción de tubérculos ricos en almidón, sin embargo, su hoja tiene alto contenido de proteína, que puede ser usado para obtención de péptidos bioactivos. Inicialmente se evaluó la actividad antioxidante, quelante de metales y anticoagulante de extractos proteicos e hidrolizados enzimáticos preparados con hoja de yuca variedad Venezolana y con cuatro proteasas (Alcalasa 2,4L®, Flavourzyme®, Neutrasa 0,8L® y Protamex ®). Los tratamientos de extracción mediante álcali y la hidrólisis enzimática de hoja de yuca fueron seleccionados para optimizar las condiciones de operación sobre el rendimiento de extracción de proteína y la actividad antioxidante. La metodología de superficie de respuesta fue usada para modelar y optimizar las variables respuestas con el fin de maximizar los valores de proteína, rendimiento de extracción de proteína, y la actividad antioxidante, respectivamente. Luego, a la extracción mediante álcali y la hidrólisis enzimática a condiciones obtenidas del diseño experimental se les evaluó el comportamiento de la actividad antioxidante, el contenido de fenoles totales y el contenido de proteína en el tiempo. Después, se evaluó las actividades tecnofuncionales (actividad emulsificante y espumante) del extracto de proteína (PHY) y el hidrolizado enzimático (HHY) obtenidos a condiciones optimizadas. PHY y HHY fueron fraccionadas por ultrafiltración en cuatro fracciones, las cuales fueron usadas para evaluar la inhibición del estrés oxidativo en la línea celular A7r5. Las fracciones con actividades más altas fueron fraccionadas con base a su hidrofobicidad. Posteriormente, la fracción con mayor actividad en ensayos in vitro químicos y biológicos fue sometida a purificación por RP-HPLC para identificar péptidos mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem. Los resultados sugieren que la hoja de yuca variedad Venezolana podría ser fuente de compuestos con actividad antioxidante y actividad emulsificante con potencial uso en la industria de alimentos.

ABSTRACT: Worldwide in the food industry, there is a trend toward the search for the development of functional ingredients that enrich or strengthen the sensory and physical properties of food, in addition, that providing beneficial components for health. For this purpose, interest has been fixed on the use of proteins of plant origin. The cassava plant (Manihot esculenta crantz) is known to produce tubers rich in starch, however, its leaf has a high protein content, which can be used to obtain bioactive peptides. Initially, the antioxidant, metal chelating, and anticoagulant activity of protein extracts and enzymatic hydrolysates were prepared with Venezuelan variety cassava leaf and with four proteases (Alcalase 2.4L®, Flavourzyme®, Neutrase 0.8L® and Protamex®) were evaluated. The alkali extraction treatments and the enzymatic hydrolysis of the cassava leaf were selected to optimize the operating conditions on the protein extraction yield and the antioxidant activity. Response surface methodology was used to model and optimize response variables to maximize protein values, protein extraction yield, and antioxidant activity, respectively. Then, extraction by alkali and enzymatic hydrolysis at conditions obtained from the experimental design, the behavior of antioxidant activity, total phenol content, and protein content over time were evaluated. Then, techno-functional activities (emulsifying and foaming activity) of the protein extract (PHY) and the enzymatic hydrolysate (HHY) obtained under optimized conditions were evaluated. PHY and HHY were fractionated by ultrafiltration into four fractions and antioxidant activity was corroborated in the A7r5 cell line. The fractions with higher activities were fractionated based on their hydrophobicity. Subsequently, the fraction with the highest activity in vitro chemical and biological assays were subjected to purification by RP-HPLC to identify peptides by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. The results suggest that the Venezuelan variety cassava leaf could be a source of compounds with antioxidant activity and emulsifying activity with potential use in the food industry.