Caracterización proteómica y funcional de las principales fracciones proteínicas de la torta residual de Jatropha curcas no tóxica

Abstract

En México se han reportado genotipos no tóxicos de Jatropha curcas, la torta residual obtenida después de la extracción de aceite se presenta como una fuente potencial de proteína para usos alimentarios. Sin embargo, la caracterización de las proteínas de la torta aún se desconoce. El objetivo de este trabajo fue llevar a cabo la caracterización molecular de las proteínas de almacenamiento de semilla de J. curcas. Las proteínas de la torta se fraccionaron previamente de acuerdo con el procedimiento de Osborne. La principal fracción proteica en la torta de J. curcas estuvo representada por glutelinas, el análisis electroforético mostró que las glutelinas y las globulinas tienen el mismo perfil, lo que indica que el proceso de extracción de aceite podría tener efecto sobre la aglomeración de las globulinas. Las fracciones proteicas se analizaron mediante electroforesis bidimensional en gel y espectrometría de masas; los resultados proporcionaron un nuevo conjunto de datos de especies de proteínas o proteoformas que se acumulan en el endospermo. Las albúminas, proteínas hidrosolubles, son ricas en diferentes especies relacionadas con el metabolismo de carbohidratos y otras proteínas involucradas en el metabolismo de lípidos, nitrógeno y purinas. También se detectaron proteínas relacionadas con la desintoxicación de xenobióticos. La identificación de proteínas tóxicas como la curcina, podría indicar que esta tiene un papel importante en las semillas, aunque la cantidad presente puede no ser suficiente para causar efectos tóxicos. Se identificaron proteínas reguladoras tales como las subunidades del proteosoma, 14-3-3 y Nucleósido-Difosfato quinasas, que son componentes de las vías de señalización. También se identificó un grupo de diferentes especies de proteínas de choque térmico y de defensa contra el estrés, así como proteasas relacionadas con la actividad inhibidora de la Dipeptidil Peptidasa IV; esto podría apoyar el uso potencial de la torta de J. curcas como alimento nutracéutico. Además, se investigaron las propiedades fisicoquímicas y funcionales de la harina desgrasada y las principales fracciones proteicas. La harina desgrasada (JCDM) y sus cuatro fracciones contenían la mayoría de los aminoácidos esenciales. Las subunidades de las fracciones proteicas se encontraron en pesos moleculares que oscilan entre 20.0 y 70.0 kDa. En general, la harina desgrasada y las fracciones tuvieron el mejor rendimiento en condiciones alcalinas (por encima de pH 9), presentando una elevada solubilidad, propiedades emulsificantes y espumantes. En comparación con el aislado proteico de soya, las fracciones de proteína y la harina desgrasada exhibieron una mejor capacidad de absorción de aceite y propiedades emulsificantes, pero menor capacidad de retención de agua. La harina desgrasada mostró la mayor capacidad de formación de espuma a pH 9, mientras que la fracción de glutelinas mostró la mejor estabilidad del volumen de la espuma en todos los rangos de pH evaluados. Los resultados revelaron que podrían producirse harina desgrasada y fracciones proteicas con propiedades funcionales adecuadas para utilizarse como un buen ingrediente en sistemas alimentarios. Sin embargo, son necesarios más estudios para diseñar un procedimiento que permita extraer estas proteínas con calidad alimentaria y contribuir a mejorar la viabilidad financiera y la sostenibilidad de una industria de biodiesel a partir de Jatropha.