Hydrolysis monitoring of Quinoa, Soy and Rice Proteins by using spectroscopy FT-IR technique

Abstract

The proteins that are subjected to hydrolysis processes increase their bioactive and functional properties, for this reason, in this work the protein hydrolysis was monitored by means of spectroscopy, to determine the structural changes that proteins undergo during hydrolysis. Enzymatic hydrolysis with endo / exoproteases was carried out on the three protein isolates, the enzymes used were Alcalase 2.4L and Flavorzyme® from the Sigma laboratory. The enzyme / substrate ratio was 5%; degrees of hydrolysis between 46% and 38.4% were obtained for Quinoa protein isolate and Rice protein isolate, respectively. Both follow-up of Quinoa protein isolate and Soy protein isolate enzymatic hydrolysis was 60 minutes with Alcalasa®2.5L and 120 minutes with Flavorzima®, with respect to Rice protein isolate, the established hydrolysis times were 60 minutes with Alcalase 2.4L and 20 minutes with Flavorzima®; Times longer than these, no significant differences were observed in the degree of hydrolysis. By way of comparison, the protein isolates and their hydrolysates were studied in the mid-infrared range (4000 cm-1 to 600 cm-1) to obtain information on the structure of the protein, for this, a technique was used deconvolution of the spectrum by means of the Fourier transform function. These spectra showed significant differences in the secondary structure of the protein, regarding the analysis of the areas, which were determined using a Gaussian function; the most favorable changes were mainly in the formation of b-sheet and b-turns structures.Las proteínas que son sometidas a procesos de hidrólisis aumentan sus propiedades bioactivas y funcionales, por ello, en este trabajo se realizó el seguimiento de la hidrólisis de proteínas mediante espectroscopia infrarroja de rango medio, para determinar los cambios estructurales que experimentan las proteínas durante la hidrólisis. La hidrólisis enzimática con endo / exoproteasas se llevó a cabo en los tres aislados proteicos, las enzimas utilizadas fueron Alcalase 2.4L y Flavorzyme® del laboratorio Sigma. La relación enzima / sustrato fue del 5%. Se obtuvieron grados de hidrólisis entre 46% y 38.4% para el aislado de proteína de quinua y el aislado de proteína de arroz, respectivamente. Tanto el seguimiento de la hidrólisis enzimática del aislado de proteína de quinua como del aislado de proteína de soja fue de 60 minutos con Alcalasa® 2.5L y 120 minutos con Flavorzima®, con respecto al aislado proteico de Arroz, los tiempos de hidrólisis establecidos fueron de 60 minutos con Alcalase 2.4L y 20 minutos con Flavorzima ®; tiempos mayores que estos, no se observaron diferencias significativas en el grado de hidrólisis. A modo de comparación, los aislados proteicos y sus hidrolizados se estudiaron en el rango del infrarrojo medio (4000 cm-1 a 600 cm-1) para obtener información sobre la estructura de la proteína, para ello se utilizó una técnica de deconvolución del espectro mediante la función de transformada de Fourier. Estos espectros mostraron diferencias significativas en la estructura secundaria de la proteína, con respecto al análisis de las áreas, las cuales fueron determinadas mediante una función gaussiana; los cambios más favorables se dieron principalmente en la formación de estructuras b-sheet y b-turns.