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PRODUCCIÓN ENZIMÁTICA DE BIOPÉPTIDOS DEL GRANO DE SORGO BLANCO
(Sorghum bicolor L. Moench) CON POTENCIAL NUTRICOSMÉTICO
Presenta: MCA Tania Patricia Castro Jácome
Director: Dr. Erik G. Tovar Pérez
Co-Director: Dra. Efigenia Montalvo González
Fecha: 13 de Diciembre del 2017 Doctorado en Ciencias en Alimentos
Seminario de Avance
El estudio de las principales proteínas de almacenamiento del grano de sorgo, las kafirinas (KAF),
ha aumentado recientemente debido a que son reconocidas como hipoalergénicas y seguras. Se
han utilizado diferentes métodos para su extracción (físicos y químicos), sin embargo, poco se
ha explorado en la aplicación de pretratamientos con carbohidrasas para aumentar el rendimiento
de extracción de KAF para la producción de biopéptidos con beneficios a la salud de la piel. 1,2
Por lo tanto, el objetivo del presente proyecto es producir biopéptidos por hidrólisis enzimática
de kafirinas de grano de sorgo blanco (Perla 101) con propiedades nutricosméticas.
La harina de grano de sorgo blanco se sometió a un pretratamiento con α-amilasa y
amiloglucosidasa (por separado), seguido de la extracción de KAF con etanol al 70% v/v y un
agente reductor. Para lograr optimizar los pretratamientos se aplicó la metodología de superficie
de respuesta (MSR), utilizando un diseño factorial completo 3 2 , donde los factores fueron tiempo:
30, 60 y 120 min; enzima: 0.05, 0.1 y 0.15 % p/v. 2 La concentración de proteína se cuantificó por
el método de Bradford y la identificación de las fraccione peptídicas se realizó mediante un
análisis electroforético (SDS-PAGE). 3 Posteriormente, se utilizó la MSR para la optimización de
las condiciones de hidrólisis de KAF con alcalasa aplicando un diseño factorial completo 3 2 , los
factores fueron tiempo: 12, 24 y 36 h; relación enzima/sustrato (E/S): 10, 20 y 30 U/g proteína. 2
La concentración de péptidos se determinó por el método de TNBS. 3 Los hidrolizados de KAF
(H-KAF), obtenidos en las condiciones óptimas se sometieron a ultrafiltración (UF) y
nanofiltración (NF) en una celda tipo tanque agitado (250 rpm, 200 kPa y 23 °C), en los retenidos
y permeados se determinó la concentración de péptidos. Los permeados obtenidos por UF y NF
fueron liofilizados para su posterior uso en los bioensayos en piel humana.
Las condiciones óptimas obtenidas en los pretratameintos, seguido de la extracción con etanol,
utilizando MSR fueron para α-amilasa: 77 min y 0.13 % p/v de enzima; amiloglucosidasa: 83 min
y 0.086 % p/v de enzima, obteniendo valores experimentales de 4.19±0.01 y 4.12±0.02 g de
KAF/100g de harina (base seca) respectivamente, aumentando el rendimiento hasta un 67.6%
con respecto al método sin tratamiento con carbohidrasas. Los modelos obtenidos mostraron
una R 2adj ≥0.9 por lo que, el tratamiento con carbohidrasas logró aumentar la concentración de
proteína, lo cual se atribuye a la degradación del almidón que se encuentra distribuido alrededor
de los cuerpos proteínicos. 2 En el perfil electroforético se observaron las principales fracciones
de KAF (α, β, γ) coincidiendo con lo reportado previamente. A partir del extracto con α-amilasa,
se llevó a cabo la hidrólisis con alcalasa, la cual ha demostrado generar péptidos con diferentes
bioactividades. 1,3 Las condiciones óptimas de hidrólisis fueron 24.5 h y 23.5 U/g proteína, con un
valor experimental de 2888.59 ± 192 µg/mL de péptidos. El modelo mostró una R 2adj ≥0.97. Las
fracciones permeadas obtenidas por UF y NF mostraron concentraciones de 2199.89±241 µg/mL
y 1398.75±0.7 µg/mL de péptidos, respectivamente. Las fracciones de péptidos resultantes serán
evaluadas pasa determinar cuál ejerce mayor bioactividad en piel humana.
Se concluye que el pretratamiento con α-amilasa en las condiciones óptimas aumenta
significativamente el rendimiento de extracción de KAF. Adicionalmente, el uso de alcalasa, bajo
las condiciones óptimas permitió la generación de péptidos con PM ≤ 3kDa y 1 kDa, en
concentraciones adecuadas para la evaluación del potencial nutricosmético.
1.- Alcántar-Quitana, L.E., Ortiz-Hernández, A., Rivera, M. 2015. The antioxidant activity of peptides isolated from Amaranthus on normal
human skin in vitro and inflammatory cytokines detection. Journal Nutrition and Food Sciences, 5:6.
2.- Paredes-López,A., Baraba e la Rosa, A. y Cárabez-Trejo, A. 1990. Enzymatic Production of High-Protein Amaranth Flour and Carbohydrate
Rich Fraction. Journal of Food Science, 55(4): 1157-1161.
3.- Tovar-Pérez, E.G., Guerrero-Legarreta, I., Farrés-González, A. y Soriano-Santos, J. 2009. Angiotensin I-converting enzyme-inhibitory
peptide fractions from albumin 1 and globulins as obtained of amaranth grain. Food Chemistry, 116: 437-444.