Actividades enzimáticas glutenasa y fitasa en levaduras fermentativas

• Autores: Paula Xiomara Méndez Méndez
• Directores de la Tesis: María de los Ángeles Santos (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Salamanca ( España ) en 2020
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Enrique A. Iturriga Urbistondo (presid.), Mª José Buitrago Serna (secret.), José Javier García Ramírez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Microbiología y Genética Molecular por la Universidad de Salamanca
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• Resumen

  • Los productos de panificación constituyen una variedad de alimentos que se sitúan en la base de la pirámide alimenticia. Se obtienen por fermentación de harinas, principalmente de trigo, ya que estas harinas permiten la elaboración de productos adecuados a las exigencias del consumidor en términos de sabor, volumen y apariencia. La superioridad tecnológica de las harinas de trigo se debe a las proteínas que forman el gluten, las gliadinas y las gluteninas. Sin embargo, algunas de esas proteínas resultan tóxicas para consumidores con predisposición genética, provocando reacciones inmunológicas adversas. La enfermedad autoinmune de la celiaquía se desencadena por una secuencia altamente inmunogénica de una gliadina, la α2. El único tratamiento para la celiaquía es una dieta exenta de gluten o gluten free.

    Una de las estrategias que está resultando exitosas para reducir el contendido de gluten en los productos de panificación es la fermentación con masas madre en vez de usar la levadura de panificación Saccharomyces cerevisiae. Las masas madre contiene comunidades estables de bacterias del ácido láctico (BAL) y levaduras, Saccharomyces y no Saccharomyces, cuya capacidad de hidrolizar gluten parece recaer en la actividad proteasa asociada a cepas BAL que se encuentran en el fermento.

    En el trabajo de la tesis doctoral se demuestra que también levaduras no Saccharomyces, aisladas de masas madre, poseen actividad glutenasa, pudiendo degradar los dos tipos de proteínas del gluten. En particular, se ha identificado una cepa de levadura no Saccharomyces capaz de hidrolizar gliadinas y gluteninas. La actividad glutenasa es estable en la fermentación de masas de harina de trigo. El pan que se obtiene a partir de las masas fermentadas presenta una considerable reducción de la gliadina desencadenante de la enfermedad celiaca. La cepa de levadura identificada en combinación con cepas apropiadas de BAL podría usarse para elaborar productos de panificación dirigidos a personas celiacas. Además, se demuestra que la cepa de levadura no Saccharomyces con actividad glutenasa es también capaz de hidrolizar ácido fítico, un factor antinutricional especialmente abundante en harinas integrales. El carácter antinutricional del ácido fítico se debe a la particularidad de secuestrar iones bivalentes por lo que su presencia reduce considerablemente la biodisponibilidad de minerales (Ca, Fe, Zn, Mg, etc.) de los alimentos y su adsorción en el tracto gastrointestinal. En la actividad fitasa de la cepa de levadura están implicados, al menos, dos genes. La expresión heteróloga de uno de los genes permite obtener altas cantidades de proteína activa, por lo que la proteína purificada, sola o en combinación con la levadura, puede utilizarse en las fermentaciones de masas de harina integral para reducir en los productos de panificación derivados el contenido de ácido fítico.

    Adicionalmente, en el trabajo, se identifica una bacteria con alta capacidad de hidrolizar las proteínas del gluten, llegando a ser mucho más eficiente que la cepa de levadura estudiada. La identificación taxonómica reveló que se trata de una bacteria no incluida entre los microorganismos aceptados por la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) para su uso en alimentación. Sin embargo, las proteasas recombinantes de la bacteria responsables de la degradación del gluten, obtenidas en microorganismos aceptados por la EFSA, podrían ser útiles para inactivar trazas de gluten en alimentos procesados o incluso en medicamentos cuyos consumidores potenciales puedan ser personas celiacas.

    Palabras clave: gluten, glutenasas, gliadinas, celiaquía, ácido fítico, fitasas, levaduras no Saccharomyces, masas madre.