{"id":41292,"date":"2019-09-23T17:46:24","date_gmt":"2019-09-23T20:46:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.todoalfalfa.com.ar\/?p=41292"},"modified":"2019-09-23T17:46:24","modified_gmt":"2019-09-23T20:46:24","slug":"aislamiento-de-proteinas-asistidas-por-enzimas-a-partir-de-hojas-de-alfalfa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.todoalfalfa.com.ar\/noticias\/aislamiento-de-proteinas-asistidas-por-enzimas-a-partir-de-hojas-de-alfalfa\/","title":{"rendered":"Aislamiento de prote\u00ednas asistidas por enzimas a partir de hojas de alfalfa"},"content":{"rendered":"\n

Por Youngmi Kim, para Progressive Forage – Universidad de Wisconsin – River Falls<\/em><\/p>\n\n\n\n

\u00bfQu\u00e9 (espec\u00edficamente) impuls\u00f3 este proyecto de investigaci\u00f3n?<\/strong>
Los avances tecnol\u00f3gicos y la modernizaci\u00f3n en la agricultura permitieron que la producci\u00f3n agr\u00edcola aumentara m\u00e1s r\u00e1pido que el crecimiento de la poblaci\u00f3n en el pasado. Pero el mundo ahora se enfrenta a nuevas amenazas y problemas complejos que exigen soluciones innovadoras: un clima global que cambia r\u00e1pidamente, junto con una creciente demanda de energ\u00eda y alimentos. Se proyecta que para 2050 la poblaci\u00f3n mundial crecer\u00e1 en 2.500 millones de personas.<\/p>\n\n\n\n

La Organizaci\u00f3n de las Naciones Unidas para la Alimentaci\u00f3n\ny la Agricultura (FAO) proyecta que la producci\u00f3n mundial de alimentos y\npiensos debe aumentar entre un 25 y un 70 por ciento para satisfacer las\ndemandas diet\u00e9ticas de m\u00e1s de 10 mil millones de personas. En promedio, las\npersonas ser\u00e1n m\u00e1s ricas que las personas de hoy, lo que implica no solo el\naumento del consumo total de calor\u00edas sino tambi\u00e9n una mayor demanda de prote\u00ednas\nde origen animal. La producci\u00f3n de prote\u00ednas de origen animal requiere\nconsiderablemente m\u00e1s recursos que las prote\u00ednas de origen vegetal, como la\ntierra, el agua ylos combustibles f\u00f3siles, que est\u00e1n estrechamente asociados\ncon el cambio clim\u00e1tico.<\/p>\n\n\n\n

La investigaci\u00f3n surgi\u00f3 de la pregunta bastante amplia que\ntuve en mente durante mucho tiempo: \u00ab\u00bfC\u00f3mo podemos producir alimentos de\nmanera sostenible mientras satisfacemos la creciente demanda y sin causar m\u00e1s\nda\u00f1os al medio ambiente?\u00bb Puede haber muchos enfoques y soluciones para\nesto. El desaf\u00edo es urgente; pero me ha interesado particularmente la prote\u00edna\nalternativa, especialmente la prote\u00edna de origen vegetal.<\/p>\n\n\n\n

Una de las investigaciones en las que he trabajado mientras\nestaba en la Universidad de Purdue como ingeniero de investigaci\u00f3n se centr\u00f3 en\naumentar el valor de los granos destiladores mediante la extracci\u00f3n de\ncomponentes (prote\u00ednas, fibras, aceites) y convertirlos en otros productos\nqu\u00edmicos y materiales de valor agregado. Los granos de destilaci\u00f3n, que son un\nsubproducto del proceso de ma\u00edz a etanol, contienen altas prote\u00ednas y\ngeneralmente se usan como un suplemento de prote\u00ednas para los animales de\nganado. El proyecto provoc\u00f3 una idea sobre la investigaci\u00f3n de una fuente\nvegetal alternativa para el consumo humano.<\/p>\n\n\n\n

Si bien los estudios en el pasado se han centrado\nprincipalmente en las prote\u00ednas a base de suero o de soya, la hoja verde ha\nsido ampliamente ignorada como una fuente potencial de prote\u00ednas para el\nconsumo humano. Las hojas de alfalfa son una de las fuentes de prote\u00edna de hoja\ncruda m\u00e1s importantes debido al alto contenido de prote\u00edna cruda (260 gramos\npor kilogramo de materia seca o 2,600 kilogramos de prote\u00edna por hect\u00e1rea) y la\nrelaci\u00f3n equilibrada de composici\u00f3n de amino\u00e1cidos, que es consistente con el\namino\u00e1cido adulto recomendado por la FAO. Sin embargo, la aplicaci\u00f3n de\nprote\u00ednas de alfalfa para consumo humano se ha visto limitada por cualidades\nsensoriales indeseables como el color, el sabor y la textura.<\/p>\n\n\n\n

El objetivo principal de mi estudio es utilizar una\ncombinaci\u00f3n de enzimas no solo para aumentar la capacidad de extracci\u00f3n de\nprote\u00ednas de las hojas de alfalfa, sino tambi\u00e9n para mejorar la solubilidad y\nlas propiedades sensoriales de las prote\u00ednas de alfalfa extra\u00eddas\nhidroliz\u00e1ndolas en p\u00e9ptidos antioxidantes. Los p\u00e9ptidos antioxidantes son\npolip\u00e9ptidos de bajo peso molecular, que comprenden de dos a 20 residuos de\namino\u00e1cidos, que exhiben diversas funciones fisiol\u00f3gicas. Los p\u00e9ptidos\nantioxidantes producidos a partir de hojas de alfalfa se pueden usar como\nalimentos funcionales, nutrac\u00e9uticos, suplementos diet\u00e9ticos y constituyentes\nde productos farmac\u00e9uticos.<\/p>\n\n\n\n

Nuestro enfoque apunta a desarrollar una mezcla de enzimas\nque pueda aflojar y exponer efectivamente las matrices de la pared celular para\nmejorar la capacidad de extracci\u00f3n de prote\u00ednas en los pasos posteriores a la\ndosis de enzima m\u00e1s baja posible. Minimizar la carga de enzimas es un requisito\nimportante para reducir el costo del procesamiento general, ya que el costo de\nlas enzimas suele ser el principal factor de costo en el bio-procesamiento.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfQu\u00e9 desaf\u00edos han ocurrido y qu\u00e9 progreso ha tenido lugar desde que se inici\u00f3 la investigaci\u00f3n? <\/strong>
Dado que la investigaci\u00f3n comenz\u00f3 oficialmente en mayo de 2019, actualmente estamos en la etapa inicial del proyecto, centr\u00e1ndonos, principalmente en la cosecha de hojas de alfalfa frescas y en la preparaci\u00f3n de las muestras para el estudio. En este estudio, extraeremos prote\u00ednas directamente de hojas frescas en lugar de hojas secas. Si bien las hojas secas son m\u00e1s f\u00e1ciles de transportar y almacenar que las hojas frescas, la extracci\u00f3n de prote\u00ednas de las hojas secas requiere productos qu\u00edmicos o condiciones de reacci\u00f3n m\u00e1s duras que las hojas frescas, lo que puede afectar negativamente la calidad de las prote\u00ednas en t\u00e9rminos de perfil de amino\u00e1cidos y digestibilidad.<\/p>\n\n\n\n

Las prote\u00ednas son m\u00e1s l\u00e1biles en comparaci\u00f3n con otros\ncomponentes en las c\u00e9lulas vegetales. Algunos amino\u00e1cidos, como la lisina, la\nciste\u00edna y la glicina, son especialmente sensibles al pH extremo y a las altas\ntemperaturas, y pueden da\u00f1arse irreversiblemente durante un proceso que\ninvolucra tales condiciones. Por lo tanto, se pueden obtener concentrados de\nprote\u00ednas de mayor calidad a partir de hojas frescas que a partir de biomasa seca.\n<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, las condiciones leves aplicadas para el tratamiento\ncon enzimas son beneficiosas para preservar la calidad de las prote\u00ednas\nextra\u00eddas. El desaf\u00edo ha sido moler las hojas frescas en part\u00edculas de menos de\n1 mil\u00edmetro mientras se minimiza la p\u00e9rdida o el da\u00f1o a los componentes del\ntejido vegetal. El uso de nitr\u00f3geno l\u00edquido durante el proceso de molienda nos\npermite preservar la calidad de la prote\u00edna en las hojas de alfalfa. Si bien\nesto puede ser dif\u00edcil de aplicar en un sistema a gran escala, el proceso de\npreparaci\u00f3n de muestras mencionado anteriormente es necesario en el proceso a\nescala de investigaci\u00f3n para minimizar las variaciones externas e internas en\nlos materiales de alimentaci\u00f3n y nos permite evaluar cient\u00edficamente el impacto\nde las mezclas de enzimas sobre los rendimientos de prote\u00ednas y el perfil de\namino\u00e1cidos resultante de las prote\u00ednas extra\u00eddas.<\/p>\n\n\n\n

Identificar una combinaci\u00f3n \u00f3ptima de enzimas que maximice\nla capacidad de extracci\u00f3n de prote\u00ednas de las hojas de alfalfa es la parte cr\u00edtica\nde este estudio. Existen numerosas mezclas de enzimas comerciales disponibles\nque se dirigen a los carbohidratos de la pared celular de la planta para\ndiversas aplicaciones industriales. Sin embargo, a menudo es un desaf\u00edo\nencontrar un producto espec\u00edfico que contenga todas las enzimas necesarias que\nse dirigen a diferentes tipos y estructuras de carbohidratos que se encuentran\nen los materiales vegetales.<\/p>\n\n\n\n

Las c\u00e9lulasas comerciales, utilizadas para diversas\naplicaciones, como la producci\u00f3n de az\u00facares para combustibles u otros\nbio-productos a trav\u00e9s de la fermentaci\u00f3n, contienen principalmente enzimas que\ndegradan la celulosa y a menudo carecen de otras actividades enzim\u00e1ticas\nnecesarias para degradar el xilano y la pectina, los otros dos componentes principales\nde la matriz de la pared celular de la planta. El principal desaf\u00edo de esta\ninvestigaci\u00f3n ser\u00e1 formular una mezcla enzim\u00e1tica \u00f3ptima a partir de los\nproductos enzim\u00e1ticos disponibles comercialmente que contienen las actividades\nenzim\u00e1ticas necesarias para descomponer eficientemente las hojas de alfalfa.\nActualmente hemos identificado y adquirido cinco enzimas diferentes que se investigar\u00e1n\nm\u00e1s a fondo y se mezclar\u00e1n para la extracci\u00f3n de prote\u00ednas de alfalfa.<\/p>\n\n\n\n

\u00bf Cu\u00e1ndo pueden los productores esperar ver los resultados finales? <\/strong>
La investigaci\u00f3n finalizar\u00e1 el 30 de abril de 2020. La mayor\u00eda de los experimentos se completar\u00e1n a fines de este a\u00f1o, y el an\u00e1lisis de datos y el informe se completar\u00e1n en abril de 2020.<\/p>\n

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