Fotooxidación de proteínas de leche

Abstract

Se estudió la fotooxidación de las proteínas de la leche en la matriz natural, del lactosuero y de las proteínas aisladas. Se evaluaron los cambios en la estructura primaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas, y se los relacionó con la funcionalidad y con los parámetros de calidad láctea. El capítulo 1 aborda estos fenómenos en dos matrices complejas: la leche y el lactosuero. La irradiación UV produjo cambios oxidativos rápidamente (inferiores a una hora) mientras que la luz fluorescente produjo alteraciones a tiempos mayores. La composición de la matriz láctea afectó la cinética de formación de productos de oxidación de aminoácidos. La irradiación UV produjo formación de oligómeros y agregados con formación de enlaces ditirosina y fragmentación proteica. Se encontraron cambios en la inmunoreactividad frente a anticuerpos contra proteínas del suero nativas sometidas a irradiación UV, lo que se interpretó como un cambio de la estructura tridimensional de éstas. La luz UV y fluorescente produjeron cambios en la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas de acuerdo a lo observado por SDS-PAGE. Estos cambios estructurales coincidieron con cambios en la funcionalidad: actividad secuestradora de radicales, la capacidad de servir como sustrato de crecimiento de un microorganismo, la digestibilidad por pepsina y la coagulación por quimosina. En el capítulo 2 se muestran los resultados obtenidos con las proteínas aisladas de la leche. Se estudiaron los cambios en la estructura primaria, terciaria y cuaternaria de β-lactoglobulina y α- lactoalbúmina, (proteínas del suero mayoritarias) y β-caseína (proteína importante del grupo de las caseínas), en condiciones de oxidación por luz UV, y en presencia o ausencia de peróxido de hidrógeno y metales bivalentes (cobre y hierro). Los cambios en la estructura primaria generados por irradiación UV fueron diferentes para cada una de las proteínas analizadas. La proteína cuya estructura es más desplegada sufrió mayor formación de grupos carbonilos mientras que en la más estructurada se produjo la degradación de triptofano y la formación de su metabolito Nformilquinurenina. Los tratamientos con peróxido en presencia de metales produjo a tiempos muy cortos proteólisis y a tiempos largos (más de 6 horas) la aparición de nuevas estructuras: geles (β-lactoglobulina) ó agregados y oligómeros (β-caseína). Estas estructuras podrían tener importancia en la industria alimentaria. El capítulo 3 se relacionó el estado oxidativo de las proteínas de distinto tipo de leche (entera, descremada y fórmulas infantiles) con los parámetros de calidad láctea. Se evaluó la formación de grupos carbonilos proteicos, de enlaces ditirosina, de oligómeros y agregados y la capacidad antioxidante (polifenoles totales y capacidad secuestradora de radicales libres) y se relacionó con parámetros de calidad láctea (dispersabilidad, el color, la proporción de proteínas del suero, la humedad y la composición química). Se encontró una fuerte relación de la cantidad relativa de proteína de suero con los niveles de carbonilos proteicos, la formación de agregados y la dispersabilidad. El almacenamiento durante 9 meses a -20 °C y 24 °C produjo aumento de la oxidación de las proteínas (niveles de carbonilos, ditirosina, oligómeros y agregados) y disminución de la dispersabilidad. La determinación de carbonilos proteicos es el único parámetro de oxidación proteica que se relacionó con el nivel inicial de oxidación. Nuestros resultados señalan la necesidad preservar la leche de la luz durante el procesamiento industrial 2 hasta ser consumida. Se propone que la evaluación del estado oxidativo de las proteínas, especialmente la determinación de carbonilos proteicos, sea uno de los parámetros de calidad que deberían analizarse rutinariamente. Se concluye que los procesos fotooxidativos de las proteínas de la leche dependen de la matriz en que éstas se encuentran (Capítulo 1) y de la estructura de las proteínas nativas (Capítulo 2). Las proteínas cuya estructura terciaria globular compacta y está en una matriz más compleja son más resistentes a la fotooxidación. Estas observaciones explican porque la oxidación de las proteínas de la leche está fuertemente relacionada con la calidad de los distintos tipos de leches comerciales (Capítulo 3).