ES2296368T3 - Peptidos bioactivos, utilizacion de los mismos y proceso para su produccion. - Google Patents
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Abstract
SE PRESENTAN NUEVAS COMPOSICIONES DE PEPTIDOS BIOACTIVOS Y UN PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION Y USO DE TALES COMPOSICIONES PARA ACRECENTAR EL CRECIMIENTO DE ANIMALES DE SANGRE CALIENTE Y DE PECES.
Description
Péptidos bioactivos, utilización de los mismos y
proceso para su producción.
Esta invención se refiere a composiciones nuevas
de péptidos bioactivos que aumentan el crecimiento de animales, a
un proceso para la preparación de las mismas, y a la utilización de
tales composiciones para aumentar el crecimiento de animales de
sangre caliente y peces.
Es bien conocido que la proteína de plasma
bovino y porcino puede ser utilizada en formulaciones de
alimentación para animales de sangre caliente, a fin de mejorar la
salud, crecimiento y rendimiento en general. Sin embargo, la
necesidad de una sustitución de tal proteína de plasma es de gran
importancia. El coste de proteína de plasma continúa aumentando a
medida que aumenta la demanda nacional y en el extranjero. Además,
el suministro inadecuado de proteína de plasma es un problema
frecuente. También, debido a la preocupación de contaminación de
animales huéspedes a través de la alimentación de proteína de plasma
se hace más evidente una necesidad adicional para un producto sin
plasma, el cual puede ser utilizado en aquellas formulaciones en las
que la proteína de plasma no está disponible o su utilización está
prohibida.
Además, es bien conocido que también se pueden
utilizar, en formulaciones para alimentación, hidrolizados de
proteína obtenidos mediante reacción de materiales seleccionados de
proteína con al menos una enzima proteolítica. Tales compuestos
están generalmente en cantidades tales como para maximizar su
contenido en la formulación de alimentación sin tener un efecto
negativo sobre el huésped. Tales hidrolizados proporcionaron un
sustituto de la harina de pescado como una fuente de proteína y de
este modo, al tiempo que proporcionaban valores nutricionales, no
proporcionaban otros beneficios en el crecimiento del huésped.
Tarky y col (J. of Food Science, vol. 38 (1973)
p. 917-918) expone la hidrolización de restos de
pescado utilizando pepsina.
De este modo actualmente se experimenta una
necesidad de un sustituto adecuado del plasma como ingrediente de
formulaciones de alimentación, así como la necesidad de lograr un
aumento de crecimiento para animales huéspedes.
La necesidad antes mencionada se satisface
mediante la presente invención, que proporciona una composición de
péptido bioactivo, la cual no sólo proporciona una alternativa a
productos de plasma, sino también sirve para aumentar el
crecimiento de animales y peces.
Según la presente invención una composición de
péptido bioactivo se produce por la hidrólisis enzimática de una
proteína que utiliza la enzima proteolítica derivada del bacalao,
específicamente los estómagos de bacalao del Atlántico.
La presente invención se basa en el
descubrimiento de que el producto peptídico obtenido a través de
hidrólisis enzimática de una fuente de proteína con la enzima
pepsina derivada del estómago del bacalao del Atlántico se puede
utilizar como un sustituto para la proteína de plasma, logrando el
aumento del crecimiento de animales de sangre caliente.
En un primer aspecto de la presente invención,
se proporciona un proceso para la producción de composiciones de
péptidos bioactivos que aumentan el crecimiento de animales y peces,
caracterizado porque comprende:
- a.
- tratar una fuente de proteína de pescado con un ácido;
- b.
- poner en contacto la fuente de proteína resultante, tratada con ácido, con la enzima pepsina derivada del pescado;
- c.
- eliminar los lípidos de la fuente de proteína acidificada, tratada con pepsina;
- d.
- eliminar los sólidos de la fuente tratada con pepsina;
- e.
- recuperar las composiciones de péptido bioactivo resultantes.
Además, la presente invención se basa también en
el descubrimiento adicional de que tales productos de péptidos se
pueden usar a niveles bajos para aumentar el crecimiento de los
peces.
En consecuencia, en un aspecto de la presente
invención, se dispone de una composición de alimentación para
animales que aumentará el crecimiento de los mismos, conteniendo
dicha composición una composición de péptido bioactivo que consiste
esencialmente en una mezcla de péptidos que tienen un aminoácido
aromático en la posición N-terminal, producidos
mediante hidrólisis enzimática de una fuente de proteína de pescado
a un pH en el intervalo de 2-6 con pepsina derivada
de pescado como enzima hidrolítica.
En otro aspecto de esta invención, se
proporciona la utilización de composiciones de péptidos obtenibles
mediante el proceso anterior para incrementar el peso de animales
de sangre caliente y peces.
Otros aspectos, objetos y las diversas ventajas
de esta invención serán evidentes a partir de la descripción
anterior y reivindicaciones adjuntas.
La expresión composiciones de péptidos
bioactivos, como se utiliza en este documento, está destinada a
definir una composición que consiste esencialmente en una mezcla de
péptidos con aminoácido aromático en posición
N-terminal, producidos mediante hidrólisis de una
fuente de proteína a un pH de 2-6 con pepsinas
procedentes de pescado como enzimas hidrolíticas.
El producto de péptido bioactivo de esta
invención se prepara mediante un proceso que comprende las etapas
de:
- (a)
- hidrolizar un material de proteína seleccionado, dispersado en un medio acuoso, junto con pepsina de bacalao, a una temperatura y pH ácido controlados;
- (b)
- eliminar los lípidos y sólidos de la fuente de proteína acidificada, tratada con pepsina; y posteriormente
- (c)
- recuperar el péptido bioactivo resultante.
El proceso emplea material de proteína de
pescado.
El proceso de esta invención se adapta
particularmente para efectuar la hidrólisis proteínica en un medio
ácido de pH controlado, para producir una composición de péptido
bioactivo adecuada para utilizar en el aumento del crecimiento de
animales huéspedes. El material de proteína se prepara para el
tratamiento mediante trituración, fragmentación u otros medios,
para proporcionar un tamaño de partículas adecuado para formar
suspensión con ácido. La suspensión acuosa es calentada con
agitación a una combinación de temperatura y tiempo de modo que se
maximice la velocidad de reacción inicial de la hidrólisis.
La enzima empleada en el proceso de esta
invención es la enzima de pepsina proteolítica derivada del estómago
del bacalao del Atlántico. En una realización actualmente preferida
de esta invención, la enzima se obtiene mediante un proceso que
comprende homogenizar el estómago del bacalao en presencia de
suficiente ácido fórmico para reducir el pH a 4, y entonces
calentar durante un período de tiempo, con lo cual el homogenado se
convierte en una suspensión líquida debido a la digestión de los
tejidos por las enzimas presentes en el estómago, y posteriormente
recuperar la enzima pepsina deseada a partir de la fase acuosa tras
la eliminación de los residuos y aceites después de la
concentración y secado.
Al realizar el proceso, el homogenado del
estómago de bacalao del Atlántico también se puede emplear como la
fuente de enzima. De este modo, después de homogeneizar el estómago
del bacalao en presencia de ácido y digerir los tejidos del mismo
por las enzimas presentes, la suspensión líquida resultante que es
rica en enzima se puede emplear directamente en el proceso de la
presente invención como la fuente de enzima para la producción de
péptidos bioactivos.
En la producción de la composición de péptidos
bioactivos de la invención, una fuente de proteína adecuada se
trata a un pH en el intervalo de alrededor de 2-6,
preferiblemente a un pH de 4, con la enzima de pepsina derivada de
los estómagos de bacalao del Atlántico, durante un tiempo para
efectuar la hidrólisis de la fuente de proteína a fin de formar una
mezcla de péptidos que tienen aminoácidos aromáticos en posiciones
N-terminal que, después de calentar y eliminar
posteriormente los aceites y residuos, produjo una composición
líquida que consiste esencialmente de péptidos bioactivos y pepsina
de bacalao desactivada.
La etapa de hidrólisis se realizó en un reactor
de tanque agitado continuo, empleando una relación seleccionada de
enzima a sustrato de proteína, para obtener el nivel deseado de
conversión dentro de un período de tiempo de 24 a
100 horas.
100 horas.
Generalmente, la enzima es añadida en cantidades
en el intervalo de 0,5 a 5 g por 100 kg de proteína.
El ácido se empleó en el proceso de hidrólisis
en una cantidad para proporcionar normalmente 3% volumen en
volumen.
Después de eliminar aceites y sólidos no
disueltos de la dispersión acuosa del material de proteína
parcialmente hidrolizada, la fracción de hidrolizado de proteína
recuperada se puede concentrar, mediante ósmosis inversa o
evaporación térmica, y secar, por leofilización o secado por
pulverización, y se puede enviar al almacén de productos para
posterior embalaje y distribución.
La enzima de pepsina adecuada para utilizar en
una realización de la presente invención se obtiene mediante
hidrólisis de los estómagos de bacalao del Atlántico a un pH en el
intervalo de 2-6. Después de la hidrólisis, el
hidrolizado resultante se somete a la eliminación de lípidos y
sólidos, seguida de la ultrafiltración de la mezcla de pepsina de
péptidos líquida resultante, para efectuar la recuperación de la
enzima de pepsina a partir de la misma.
La pepsina de bacalao del Atlántico que se
utiliza en el proceso de esta invención es una encima proteolítica
preparada a partir del estómago del bacalao del Atlántico (Gadus
morhua) mediante autolisis. La enzima tiene una actividad
específica de 100-200 unidades Anson expresadas como
\mu moles de tirosina soluble en TCA liberada de la hemoglobina
por hora, a pH 3 y 25ºC.
Se ha encontrado que las composiciones
producidas por el proceso de esta invención poseen propiedades
significativamente distintivas. Tales composiciones son péptidos
bioactivos que son capaces de aumentar al crecimiento cuando se
incluye en composiciones de alimentación para animales
huéspedes.
En consecuencia, los péptidos bioactivos de esta
invención son más apropiados para proporcionar un proceso para el
aumento del crecimiento de un animal, alimentando dicho animal con
una cantidad de tal péptido bioactivo para efectuar el aumento de
crecimiento en el animal huésped. En general, tal aumento de
crecimiento se logra cuando el péptido bioactivo se introduce en el
animal huésped en una cantidad en el intervalo de 0,1 a 5 g/kg de
peso corporal por día.
Las formulaciones de alimentación que utilizan
las composiciones de péptidos activos de esta invención se añadirán
a los ingredientes convencionales de alimentación para el animal
huésped al que se destina, en una cantidad de péptido bioactivo que
es suficiente para lograr la actividad de aumento de
crecimiento.
Generalmente, tales cantidades estarán en el
intervalo de alrededor de 0,1 a alrededor de 5 por ciento en peso
de la alimentación total, preferiblemente de alrededor de 1 a
2%.
La hidrólisis enzimática de la fuente de
proteína se realiza normalmente a una temperatura en el intervalo
de alrededor de 10ºC hasta alrededor de 45ºC, y a un pH en el
intervalo de alrededor de 2 hasta alrededor de 6. El pH adecuado se
logra mediante la utilización de cualquier ácido mineral u orgánico
o sales del mismo, que se añade antes de la adición de la pepsina.
La cantidad de ácido empleado es la que proporcionará el nivel de
pH deseado.
En una realización actualmente preferida de la
invención, se emplea un ácido carboxílico inferior, es decir, ácido
fórmico.
Los materiales de partida de la fuente de
proteína, adecuados para el proceso de la presente invención,
incluyen:
- restos de pescado, incluyendo pescado inservible completo, pescado que queda después del fileteado, sustancias solubles de pescado, vísceras de pescado y cualquier otro tipo de materiales que son subproductos de la industria de la pesca y procesamiento.
Los siguientes ejemplos ilustrarán además el
proceso y productos de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
I
Los estómagos de pescado de bacalao del
Atlántico, recogidos de las plantas de procesamiento, se homogenizan
en presencia de suficiente ácido fórmico para reducir el pH del
homogenado hasta 4. El homogenado es entonces calentado hasta 27ºC,
y es mantenido a esta temperatura durante 48 horas. Durante este
período, el homogenado se convierte en una suspensión líquida
debido a la digestión de los tejidos por las enzimas presentes en
loa estómagos. La suspensión líquida es entonces almacenada en un
tanque, en el que gradualmente se deposita un residuo en el fondo,
y en el que flota el aceite en la superficie. La fase acuosa entre
el residuo y la capa de aceite se concentra entonces mediante
ultrafiltración (corte 10.000 mw), y se seca por pulverización a
una temperatura por debajo de la temperatura de inactivación para la
enzima de pepsina (65ºC). El polvo amarillo y deshidratado
resultante contiene 10-200 unidades Anson de
actividad de proteasa, según se mide mediante ensayos estándares
para actividad de la pepsina, por ejemplo, \mu moles de tirosina
liberada de la hemoglobina por hora, a un pH 3 y 25ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
II
Se homogenizaron 1000 Kg de subproducto del
procesamiento de pescado, por ejemplo carne residual sobre el
espinazo, pieles, intestinos, cabezas, en una trituradora de carne
industrial, y se añadieron 30 litros de ácido fórmico al 85% cuando
el homogenado fue bombeado en un tanque de almacenamiento con equipo
para agitar.
Se añadió al homogenado acidificado resultante 1
kg de enzimas de estómago de bacalao, el cual se obtuvo de acuerdo
con el protocolo del Ejemplo 1. La mezcla resultante se mantuvo
entonces a 30ºC durante un período de alrededor de 5 días, para
lograr la degradación enzimática de los subproductos
acidificados.
Después, el digesto resultante se calentó hasta
una temperatura de 80ºC para inactivar la enzima añadida y para
permitir que el aceite que estaba presente en las materias primas
flotara a la superficie para la eliminación. Después de la
eliminación del aceite mediante la centrifugación en una centrífuga
industrial, y la eliminación de huesos no disueltos mediante
tamizado, se obtuvieron 850-950 litros de una
suspensión acuosa, la cual se concentró entonces mediante
evaporación hasta 40% de peso seco y un volumen final de
250-350 litros.
El producto concentrado resultante, que contenía
20% en peso de proteína no digerida y 70 por ciento en peso de
péptido, y 10% de minerales, se denominó producto de péptido bruto
líquido o "LCP".
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
III
Se deshidrataron 100 litros del producto de
péptido líquido bruto del Ejemplo II mediante secado por
pulverización en una secadora por pulverización NIRO, a una
temperatura exterior del aire de 80ºC, para proporcionar 40 kg de
producto de péptido bruto deshidratado "DCP", que contenía
proteína no digerida, péptidos y aminoácidos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
IV
400 litros de LCP producidos según se describe
en el Ejemplo II se sometieron a filtración convencional de
partículas, utilizando una unidad de filtración en bolsa, para
proporcionar alrededor de 250 litros de una solución libre de
partículas mayores de 40 \mu. Posteriormente, el filtrado
resultante se sometió a ultrafiltración en una unidad de filtración
(Amicon) de cartucho de fibra porosa industrial, con un corte de
10.000 MW, para proporcionar 200 litros de un permeado que contiene
péptidos con MW inferior a 10.000. El Péptido Bioactivo Refinado
"RBP" resultante puede ser utilizado en forma líquida. Sin
embargo, se deshidrataron 200 litros de RBP mediante secado por
pulverización en una secadora Niro a 85ºC (aire exterior) para
proporcionar 80 kg de RBP en forma deshidratada.
Ejemplo
V
Utilizando producto de péptido refinado
deshidratado según se produjo en el Ejemplo IV, se preparó una serie
de composiciones de alimentación de ensayo utilizando una
formulación de dieta estándar que tenía el péptido contenido según
se observa en la siguiente tabla. Para evaluar el comportamiento, se
preparó de la misma manera una serie adicional de composiciones de
alimentación con proteína de plasma porcino.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
VI
Para determinar el efecto (RBP) de péptido y
plasma porcino sobre el comportamiento de crecimiento de cerdos de
iniciación se realizaron una serie de tratamientos utilizando las
formulaciones del Ejemplo V con 7 corrales individuales de 22
cerdos de iniciación.
Los resultados de los tratamientos de
alimentación se muestran en la tabla siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados anteriores muestran que la
utilización del péptido bioactivo de la presente invención tiene un
marcado efecto sobre el crecimiento de cerdos jóvenes, y que este
producto puede remplazar las proteínas de plasma en dietas de
iniciación. A un nivel del 2% en las dietas de iniciación el péptido
bioactivo (RBP) ocasiona el mismo aumento de crecimiento que la
proteína de plasma de porcino al 4% durante los primeros 13 días
después del destete.
A diferencia de la proteína de plasma, el
péptido bioactivo de la presente invención da por resultado un
aumento de crecimiento a través de todo el período completo de
crecimiento desde el destete de los cerdos y los 33 días
siguientes.
Ejemplo
VII
Una composición para utilizar como un alimento
para salmón se preparó mezclando los siguientes ingredientes:
\vskip1.000000\baselineskip
Para demostrar la efectividad del péptido
bioactivo en la alimentación del salmón, se preparó una composición
en la que el 5% de la harina de pescado se sustituyó por el 5% de
péptido bruto bioactivo deshidratado (DCP).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
VIII
Los salmones (Salmo salar) con un peso promedio
individual de 600 gramos se separaron en dos jaulas de redes en el
mar con 100 peces en cada jaula. Un grupo se alimentó con
alimentación de salmón estándar del Ejemplo VII, y el otro grupo la
misma alimentación que contenía 5% de DCP.
Después de alimentar durante 6 meses, el salmón
alimentado con el alimento de salmón estándar tenía un peso
promedio de 2,280 kg, mientras que el salmón alimentado con el 5% de
DCP en la dieta tenía un peso promedio de 2,630 kg. El crecimiento
en el grupo de referencia durante este período de alimentación era
en otras palabras de un peso promedio individual de 600 gramos a
2,280 kg o 1.680 gramos, mientras que el grupo que contenía DCP
creció de 600 gramos a 2.630 gramos o 2.030 gramos.
La comparación del crecimiento de los dos grupos
indica que utilizando el producto de la presente invención se había
logrado un crecimiento del 12% sobre los peces que no recibieron el
péptido bioactivo (DCP).
Claims (13)
1. Un proceso para producir composiciones de
péptido bioactivos que aumenta el crecimiento de animales y peces,
caracterizado porque comprende:
- a.
- tratar una fuente de proteína de pescado con un ácido;
- b.
- contactar la fuente de proteína resultante tratada con ácido con enzima de pepsina derivada del pescado;
- c.
- retirar lípidos de la fuente de proteína acidificada tratada con pepsina;
- d.
- retirar sólidos de la fuente tratada con pepsina;
- e.
- recuperar las composiciones de péptidos bioactivos resultantes.
2. Proceso de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho ácido es un ácido mineral
seleccionado a partir del grupo que consiste en los ácidos
clorhídrico, fosfórico y sulfúrico, o sales de los mismos.
3. Proceso de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho ácido es un ácido orgánico
seleccionado del grupo que consiste en ácidos fórmico, acético,
propiónico y cítrico, o sales de los mismos.
4. Proceso de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha enzima de pepsina es derivada del
estómago del bacalao del Atlántico.
5. Proceso de la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho contacto con la enzima de pepsina
se realiza bajo condiciones adecuadas para efectuar la formación de
péptidos bioactivos que tienen aminoácidos aromáticos en posición
N-terminal.
6. Proceso de la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa
- (a)
- se realiza en un pH en el intervalo de 2-6, a temperatura en el intervalo de 10º a 60ºC durante un tiempo suficiente para efectuar la formación del péptido.
7. Composición de péptido bioactivo con peso que
aumenta el efecto que se puede obtener mediante el proceso definido
por una o más de las reivindicación 1-6.
8. Composición según la reivindicación 7 aunque
sólo en lo que se refiere a que se pueda obtener mediante el
proceso definido por una o más de las reivindicaciones
1-5, caracterizada porque consiste
esencialmente en una mezcla de péptidos que tienen un aminoácido
aromático en la posición N-terminal seleccionado del
grupo que comprende tirosina y fenilalanina, consistiendo dichos
péptidos en menos de alrededor de 100 unidades de aminoácidos y que
tienen un peso molecular por debajo de 10.000 y que se han producido
mediante hidrólisis enzimática de la fuente de proteína con pepsina
derivada del pescado en un pH en el intervalo de
1-6.
9. Una composición alimentaria para animales la
cual aumentará el crecimiento de los mismos, conteniendo dicha
composición una composición de péptido bioactivo que consiste
esencialmente en una mezcla de péptidos que tienen un aminoácido
aromático en posición N-terminal, producida por
hidrólisis enzimática de una fuente de proteína de pescado a un pH
en el intervalo de 2-6 con pepsina derivada del
pescado como la enzima hidrolítica.
10. Composición alimentaria según la
reivindicación 9, caracterizada porque dicha composición de
péptido bioactivo está presente en una cantidad en el intervalo de
0,1 a 5 por ciento en peso.
11. Utilización de la composición de péptido
según la reivindicación 7 para incrementar el peso de los peces y
animales de sangre caliente.
12. Utilización de la composición de péptido
según la reivindicación 7 para la producción de una composición
alimentaria o suplemento de alimento.
13. Utilización de la composición de péptido
según la reivindicación 7 en una composición alimentaria en la que
dicha composición de péptido bioactivo está presente en una cantidad
en el intervalo de 0,1 a 5 por ciento en peso de dicha
alimentación.
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