Cereales como fuente de proteínas y péptidos bioactivos

Cereales como fuente de proteínas y péptidos bioactivos

Dr. Luis Alfonso Mojica Contreras, Tecnología Alimentaria CIATEJ

Los cereales son los cultivos más importantes en el mundo, y una fuente importante de proteína en la dieta de los seres humanos. De acuerdo a la FAO, en 2016 la producción anual de cereales superó los 2600 millones de toneladas. Alrededor del 70% de la producción se concentró en maíz, trigo y arroz. Otros cereales incluyen cebada, sorgo, mijo, avena y centeno. Los granos de cereales contienen los macronutrientes (proteínas, grasas y carbohidratos) y también son fuente importante de minerales, vitaminas y otros micronutrientes esenciales para la salud humana. Estudios epidemiológicos han demostrado que el consumo regular de alimentos basados en cereales de grano entero está asociado con la reducción de los riesgos de diversos tipos de enfermedades crónicas degenerativas. Dichos estudios han demostrado que los cereales de grano entero tienen una ventaja considerable sobre los productos elaborados con harinas refinadas en la prevención y el manejo de las enfermedades relacionadas con la dieta, pues muchos de los componentes promotores de la salud de los granos de cereales intactos se degradan durante el proceso de refinado.

Además de los carbohidratos, otro componente importante de los cereales es la proteína. Los cereales contienen relativamente menor cantidad de proteína en comparación con las semillas de leguminosas, con un promedio de aproximadamente entre 10-12% de peso seco. Sin embargo, las proteínas de los cereales presentan importantes aplicaciones tecnológicas durante el procesamiento de alimentos, tal es el caso del gluten en productos de panificación. Por otra parte, algunas proteínas tienen cierto potencial biológico o son fuente de péptidos bioactivos, no obstante, es importante diferenciar entre los péptidos que se encuentran naturalmente en los alimentos como moléculas independientes, y los péptidos obtenidos por hidrólisis de una proteína precursora que forman parte de la secuencia de dicha proteína. Estos últimos se generan como resultado de procesos proteolíticos que ocurren durante la digestión in vivo de proteínas o como resultado de su procesamiento (fermentación, autolisis, digestión in vitro, etc.). El potencial biológico de los péptidos depende de su tamaño, y secuencia de amino ácidos. Además, dichos péptidos deben ser resistentes a proteasas digestivas y peptidasas, para poder conservar su actividad biológica después de la digestión gastrointestinal.

Específicamente, péptidos generados a partir de proteína de cereales tienen potencial de ejercer beneficios que promueven la salud. El potencial bio-funcional de estas moléculas es adicional a su aporte nutricional, por lo que presentan un beneficio significativo a la salud, pues permiten reducir el riesgo de sufrir alguna enfermedad. Se han descrito péptidos de diferentes proteínas de cereales con beneficios a la salud. Por ejemplo, cebada (antihipertensivo), maíz (antihipertensivo, anticancerígeno, antioxidante), avena (antihipertensivo), arroz (antioxidante, anticancerígeno, antihipertensivo, antiinflamatorio), centeno (antioxidante), trigo (antihipertensivo, antioxidante, inmunomodulador), entre otros.

La incorporación de péptidos bioactivos en la dieta a través de alimentos funcionales es una interesante alternativa a la administración de fármacos sintéticos. Con respecto a los mecanismos de acción, en algunos casos el péptido se une selectivamente a su objetivo molecular y en general, el riesgo de generación de metabolitos tóxicos es bajo. En la actualidad, la utilización de péptidos de origen dietario con fines nutracéuticos no es común, principalmente por la falta de conocimiento sobre su mecanismo de acción. El uso de modelos para evaluar cuantitativamente interacciones estructura-actividad puede ayudar a generar conocimiento sobre el potencial bioactivo de los péptidos. Otros retos a superar están relacionados con la estabilidad, la administración y la biodisponibilidad de péptidos bioactivos. Por otra parte, es importante definir el sitio de acción de estos compuestos, ya sea que su efecto se ejerza directamente en el intestino, exclusivamente después de su absorción y transporte a través del torrente sanguíneo, o modifique la microflora intestinal. Asimismo, en la búsqueda de nuevas proteínas y péptidos con actividades biológicas, la bioinformática constituye una herramienta importante. De hecho, esta herramienta permite predecir la relación estructura-función de proteínas, así como la identificación de dominios proteicos, la simulación de procesos proteolíticos y la predicción de interacciones químicas de péptidos con enzimas u otros marcadores biológicos de enfermedades de interés. La producción de péptidos bioactivos a partir de proteína de semillas, como los cereales, ofrece una fuente atractiva y económica de moléculas con potencial biológico, que se pueden utilizar en la prevención o el tratamiento de enfermedades no transmisible mediante su incorporación como ingredientes funcionales en alimentos.

Referencias

Garcıa et al., Talanta 106 (2013) 328–349; Maestri et al., Journal of Proteomics 147 (2016) 140–155; Taylor et al., Journal of Cereal Science 67 (2016) 22e34; Shewr, P. Journal of Cereal Science 46 (2007) 239–250; Topping D. Journal of Cereal Science 46 (2007) 220–229; FAO, 2017.

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