ES2709524B2 - Procedure to obtain an enzymatic hydrolyzate from overgrown grape seeds and use thereof - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento para obtener un hidrolizado enzimático a partir de semillas sobremaduras de uva y uso del mismoProcedure to obtain an enzymatic hydrolyzate from overgrown grape seeds and use thereof
La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener un hidrolizado enzimático a partir de semillas sobremaduras de uva y uso de dicho hidrolizado como estabilizador del color en vinos tintos. Por tanto, la presente invención se podría enmarcar dentro la industria enológica en el sector técnico de la elaboración y tratamiento de vinos.The present invention relates to a process for obtaining an enzymatic hydrolyzate from overripe grape seeds and use of said hydrolyzate as a color stabilizer in red wines. Therefore, the present invention could be framed within the wine industry in the technical sector of wine making and treatment.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
El cultivo de la vid y la elaboración de vinos se enfrentan a problemas relacionados con altas temperaturas ambientales. En primaveras secas y veranos calurosos, el periodo comprendido entre el color de cambio de uva y su madurez industrial óptima disminuye, mientras que aumenta el desfase entre la madurez de la pulpa y las partes sólidas. Esto dificulta que las uvas alcancen la correcta madurez fenólica, produciendo colores pobres e irregulares. Estos problemas de "caídas de color” son bien conocidos por los enólogos en regiones de clima cálido, por lo que se han desarrollado diferentes estrategias para apaciguar sus efectos en la medida de lo posible. Una de las posibles técnicas para evitar estas caídas de color es modular las interacciones entre pigmentos y copigmentos del vino (Gómez-Míguez, M. et al, J. Food Eng. 79 (2007) 271-278). Entre éstas, la adición de fuentes naturales de copigmentos es considerada una alternativa a la vinificación tradicional, generalmente a partir de fuentes naturales de origen enológico como orujo, hollejos o chips de madera. Estas fuentes son ricas en compuestos polifenólicos, que han sido tradicionalmente considerados los mejores copigmentos para los antocianosThe cultivation of the vine and the elaboration of wines face problems related to high environmental temperatures. In dry springs and hot summers, the period between the color of grape change and its optimum industrial maturity decreases, while the gap between the maturity of the pulp and the solid parts increases. This makes it difficult for the grapes to reach the correct phenolic maturity, producing poor and irregular colors. These problems of "color drops" are well known to winemakers in regions of warm weather, so different strategies have been developed to appease their effects as much as possible. One of the possible techniques to avoid these color drops it is modular the interactions between pigments and co-pigments of wine (Gómez-Míguez, M. et al, J. Food Eng. 79 (2007) 271-278). Among these, the addition of natural sources of co-pigments is considered an alternative to Traditional winemaking, usually from natural sources of oenological origin such as pomace, skins or wood chips.These sources are rich in polyphenolic compounds, which have traditionally been considered the best copigments for anthocyanins.
(Gordillo, B. et al. Food Chem. 206 (2013) 249-259; Gordillo, B. et al., Food Chem. (Gordillo, B. et al. Food Chem. 206 (2013) 249-259; Gordillo, B. et al., Food Chem.
141 (2013) 2184-2190).141 (2013) 2184-2190).
Aparte de estos compuestos fenólicos, las semillas de uva contienen aproximadamente un 14% de proteínas, las cuales son biopolímeros naturales con capacidad copigmentante (Fantozzi, P. J. Am. Oil Chem. Soc. 58 (1981) 1027-1031). El contenido total de proteínas en toda la baya depende de la variedad y del grado de maduración (Bertazzo, A. et al. J. Mass Spectrom. 45 (201) 966-970; López-Miranda, S. et al. Food Chem. 127 (2011) 481-486), aunque se concentran mayoritariamente en el endospermo de las semillas. Los tipos de proteínas encontrados en semillas de uva son similares a los que están presentes en otras especies de plantas, teniendo multímeros con amplios intervalos de pesos moleculares. Suelen estar estabilizados mediante interacciones no covalentes entre diferentes subunidades, y estudios recientes afirman que son susceptibles de ser potencialmente útiles en aplicaciones prácticas (Gazzola, D. et al. Food Chem. 155 (2014) 132-139).Apart from these phenolic compounds, grape seeds contain approximately 14% protein, which are natural biopolymers with co-pigmenting capacity (Fantozzi, P. J. Am. Oil Chem. Soc. 58 (1981) 1027-1031). The total protein content in the whole berry depends on the variety and the degree of maturation (Bertazzo, A. et al. J. Mass Spectrom. 45 (201) 966-970; López-Miranda, S. et al. Food Chem. 127 (2011) 481-486), although they are mostly concentrated in the endosperm of the seeds. The types of proteins found in grape seeds are similar to those present in other plant species, having multimers with wide ranges of molecular weights. They are usually stabilized by non-covalent interactions between different subunits, and recent studies state that they are likely to be potentially useful in practical applications (Gazzola, D. et al. Food Chem. 155 (2014) 132-139).
En la industria vitivinícola se han utilizado diferentes agregados para mejorar la estabilidad y el color en el vino, pero el método que propone la presente invención utiliza una fuente de la propia industria, lo cual no sólo implica que el hidrolizado que se añade al vino para estabilizar su color no sea ajeno a éste, sino que también mejora el aprovechamiento de residuos de la industria vitivinícola.In the wine industry different aggregates have been used to improve the stability and color in the wine, but the method proposed by the present invention uses a source from the industry itself, which not only implies that the hydrolyzate that is added to the wine to stabilize its color is not alien to it, but also improves the use of waste from the wine industry.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención tiene por objeto un procedimiento basado en la hidrólisis enzimática en medio básico de la fracción proteica de semillas de uva sobremaduras para la obtención un hidrolizado enzimático natural de peso molecular variable. La utilización de semillas en avanzado estado de madurez reduce la interferencia de los compuestos polifenólicos en el proceso hidrolítico, debido a que éstos experimentan reacciones de polimerización con la maduración, lo que conlleva una cierta insolubilización.A subject of the present invention is a process based on the enzymatic hydrolysis in basic medium of the protein fraction of overripe grape seeds to obtain a natural enzymatic hydrolyzate of variable molecular weight. The use of seeds in an advanced state of maturity reduces the interference of polyphenolic compounds in the hydrolytic process, because they undergo polymerization reactions with maturation, which leads to a certain insolubilization.
Mediante el proceso de copigmentación, los péptidos protegen el color de los compuestos de origen antociánico presente en los vinos tintos mediante el fenómeno de la copigmentación, por lo que el hidrolizado enzimático obtenido puede utilizarse como estabilizador del color en los vinos tintos.Through the process of copigmentation, the peptides protect the color of the compounds of anthocyanin origin present in red wines through the phenomenon of copigmentation, so that the enzymatic hydrolyzate obtained can be used as a color stabilizer in red wines.
Por tanto, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a procedimiento para la obtención un hidrolizado enzimático a partir de semillas sobremaduras de uva caracterizado por comprender las siguientes etapas:Therefore, in a first aspect, the present invention relates to a process for obtaining an enzymatic hydrolyzate from overripe grape seeds characterized by comprising the following steps:
(a) separación de la semilla de uva sobremadura del orujo de uva, obtención de una harina de semilla y desengrasado de la harina de semilla mediante extracción de su fracción lipídica, (a) separation of the overripe grape seed from the grape pomace, obtaining a seed meal and degreasing the seed meal by extracting its lipid fraction,
(b) tratamiento de la de la harina de semilla desengrasada obtenida en la etapa a) con una disolución alcalina para la extracción de proteínas, acidificación del extracto obtenido hasta obtener un precipitado, separación del precipitado y redisolución del mismo en agua para obtener un concentrado acuoso proteico, (b) treatment of the degreased seed meal obtained in step a) with an alkaline solution for the extraction of proteins, acidification of the extract obtained until obtaining a precipitate, separation of the precipitate and redisolution thereof in water to obtain a concentrate aqueous protein,
(c) hidrólisis enzimática del concentrado acuoso proteico obtenido en el paso (b) para obtener un hidrolizado enzimático.(c) Enzymatic hydrolysis of the aqueous protein concentrate obtained in step (b) to obtain an enzymatic hydrolyzate.
En una realización preferida de la invención, el procedimiento comprende una etapa d) de centrifugación del hidrolizado enzimático del paso (c). Tras la centrifugación del paso (d), se obtiene, por un lado, un precipitado formado por los restos del material de partida que permanece insoluble (principalmente fibra insoluble y parte de proteínas sin digerir) y, por otro lado, un sobrenadante compuesto principalmente por proteínas, péptidos y aminoácidos, así como otros componentes minoritarios solubilizados durante el proceso (fundamentalmente fenoles y azúcares).In a preferred embodiment of the invention, the process comprises a step d) of centrifugation of the enzymatic hydrolyzate of step (c). After centrifugation of step (d), a precipitate formed by the remains of the starting material remains insoluble (mainly insoluble fiber and part of undigested proteins) and, on the other hand, a supernatant composed mainly of by proteins, peptides and amino acids, as well as other minor components solubilized during the process (mainly phenols and sugars).
En otra realización preferida de la invención, el procedimiento comprende una etapa (e) de separación del sobrenadante (hidrolizado enzimático) del precipitado obtenidos en la etapa (d).In another preferred embodiment of the invention, the process comprises a step (e) of separating the supernatant (enzymatic hydrolyzate) from the precipitate obtained in step (d).
En otra realización preferida de la invención, el procedimiento comprende una etapa (f) de clarificación del hidrolizado enzimático sobrenadante obtenido en la etapa (e) mediante filtración del mismo. Preferiblemente la filtración se lleva a cabo con un filtro de 0,2 p,m.In another preferred embodiment of the invention, the process comprises a step (f) of clarification of the enzyme supernatant hydrolyzate obtained in step (e) by filtration thereof. Preferably the filtration is carried out with a 0.2 p, m filter.
En otra realización preferida de la invención, el procedimiento comprende una etapa (g) de eliminación de polifenoles del hidrolizado enzimático clarificado obtenido en el paso (f). Preferiblemente, la eliminación de polifenoles se realiza mediante adsorción con polivinilpolipirrolidona (PVPP), más preferiblemente con PVPP 20% p/v (20 g PVPP/L del medio de hidrólisis. Esta eliminación de polifenoles se tiene que hacer en este punto y no antes, ya que los fenómenos de adsorción no suceden selectivamente y es necesario que el medio esté filtrado y clarificado.In another preferred embodiment of the invention, the process comprises a step (g) of removing polyphenols from the clarified enzymatic hydrolyzate obtained in step (f). Preferably, the removal of polyphenols is carried out by adsorption with polyvinylpolypyrrolidone (PVPP), more preferably with PVPP 20% w / v (20 g PVPP / L of the hydrolysis medium.) This removal of polyphenols has to be done at this point and not before , since the adsorption phenomena do not occur selectively and it is necessary that the medium is filtered and clarified.
En una realización preferida de la invención, tras la eliminación de los polifenoles, el hidrolizado enzimático se centrifuga (etapa (h)) para separar el PVPP en caso de estar presente y otras partículas insolubles. In a preferred embodiment of the invention, after removal of the polyphenols, the enzymatic hydrolyzate is centrifuged (step (h)) to separate the PVPP if present and other insoluble particles.
En otra realización preferida, tras dicha centrifugación, el hidrolizado enzimático se concentra hasta la obtención de una pasta sólida (etapa (i)).In another preferred embodiment, after said centrifugation, the enzymatic hydrolyzate is concentrated until a solid paste is obtained (step (i)).
En otra realización preferida, la pasta sólida obtenida en la etapa (i) se somete a una etapa (j) de secado por liofilización de la misma.In another preferred embodiment, the solid paste obtained in step (i) is subjected to a step (j) of drying by lyophilization thereof.
En la etapa (a), la semilla de uva sobremadura es separada del orujo preferiblemente mediante métodos físicos tales como el tamizado, ya que tienen un tamaño menor que los restos de hollejos y raspones presentes en el orujo. Una vez separada la semilla de uva sobremadura, se prepara la harina de la misma preferiblemente mediante trituración y tamizado de la semilla de uva sobremadura separada del orujo. El desengrasado se realiza preferiblemente mediante Sohxlet, con disolventes orgánicos apolares, tales como el hexano. Más preferiblemente, la extracción mediante Sohxlet se realiza durante 24 horas aproximadamente, dependiendo de la escala del proceso y de la cantidad de muestra a desengrasar. El disolvente orgánico se evapora posteriormente y se puede determinar la cantidad de lípidos por gravimetría.In step (a), the overripe grape seed is separated from the pomace preferably by physical methods such as sieving, since they are smaller than the remains of skins and scrapes present in the pomace. Once the overripe grape seed is separated, the flour thereof is preferably prepared by crushing and sieving the overripe grape seed separated from the pomace. Degreasing is preferably carried out by Sohxlet, with apolar organic solvents, such as hexane. More preferably, the extraction by Sohxlet is carried out for approximately 24 hours, depending on the scale of the process and the amount of sample to be degreased. The organic solvent is subsequently evaporated and the amount of lipids can be determined by gravimetry.
En una realización preferida, la extracción en medio alcalino de la etapa (b) se realiza con una solución de NaOH, más preferiblemente NaOH 10 M.In a preferred embodiment, the extraction in alkaline medium of step (b) is performed with a solution of NaOH, more preferably 10 M NaOH.
En una realización preferida, la acidificación de la etapa (b) se realiza con HCl, más preferiblemente HCl 6M.In a preferred embodiment, the acidification of step (b) is performed with HCl, more preferably 6M HCl.
En otra realización preferida, la acidificación de la etapa (b) se realiza hasta pH entre 2,5 y 3,5, preferiblemente 3,0, obteniéndose un precipitado proteico ácido (fracción proteica insoluble) que se recupera preferiblemente mediante centrifugación.In another preferred embodiment, the acidification of step (b) is carried out up to pH between 2.5 and 3.5, preferably 3.0, obtaining an acidic protein precipitate (insoluble protein fraction) which is preferably recovered by centrifugation.
En otra realización preferida, una vez realizada la extracción en medio alcalino y previamente a la acidificación, el extracto obtenido se deja decantar hasta que el sobrenadante no muestra turbidez (aproximadamente 3 días). El sobrenadante es el que se somete posteriormente a la acidificación.In another preferred embodiment, once the extraction has been carried out in an alkaline medium and prior to acidification, the extract obtained is left to decant until the supernatant does not show turbidity (approximately 3 days). The supernatant is the one that is subsequently subjected to acidification.
En otra realización preferida, el pH al que se realiza la hidrólisis enzimática de la etapa (c) es alcalino, más preferiblemente el pH varía entre 8 y 9. La temperatura a la que se lleva a cabo la etapa de hidrólisis es de entre 50 y 55 °C, más preferiblemente a 55 °C, todo ello con el objetivo de solubilizar la proteína del material de partida (residuo agroindustrial proteico de semilla de uva sobremadura) y a su vez mantener la actividad proteolítica de las enzimas elegidas durante la duración del proceso. Esta temperatura se alcanza una situación de compromiso entre la actividad de la enzima y la solubilidad del producto, ya que si se alcanza la temperatura de 60 °C, la enzima disminuye su actividad a los 30 minutos.In another preferred embodiment, the pH at which the enzymatic hydrolysis of the stage is performed (c) it is alkaline, more preferably the pH varies between 8 and 9. The temperature at which the hydrolysis stage is carried out is between 50 and 55 ° C, more preferably at 55 ° C, all with the objective to solubilize the protein of the starting material (protein agroindustrial residue of overripe grape seed) and in turn maintain the proteolytic activity of the enzymes chosen for the duration of the process. This temperature reaches a compromise between the activity of the enzyme and the solubility of the product, since if the temperature is reached at 60 ° C, the enzyme decreases its activity after 30 minutes.
La hidrolisis enzimática se realiza preferiblemente en un periodo entre tres horas y tres horas y media (dependiendo de la escala del proceso) en agitación continua.Enzymatic hydrolysis is preferably performed in a period between three hours and three and a half hours (depending on the scale of the process) under continuous agitation.
Las enzimas que son efectivas en el proceso de hidrólisis descrito en el método de la presente invención (etapa c)) son enzimas proteolíticas, preferiblemente de acción endoproteasas, comúnmente usadas en la hidrólisis de proteínas. Éstas incluyen tripsina, quimiotripsina y combinaciones de ambas, las cuales son estables a las condiciones del método de hidrólisis descritas en la invención y no se inactivan al pH utilizado. Tales enzimas (endoproteasas) son comerciales, inespecíficas y bien conocidas y caracterizadas desde un punto de vista científico para los parámetros óptimos de pH y temperatura.Enzymes that are effective in the hydrolysis process described in the method of the present invention (step c)) are proteolytic enzymes, preferably endoprotease-acting, commonly used in protein hydrolysis. These include trypsin, chymotrypsin and combinations of both, which are stable to the conditions of the hydrolysis method described in the invention and are not inactivated at the pH used. Such enzymes (endoproteases) are commercial, nonspecific and well known and scientifically characterized for optimal pH and temperature parameters.
En la presente invención se entiende por orujo de uva al residuo sólido obtenido como subproducto tras el proceso de vinificación.In the present invention, grape pomace is understood as the solid residue obtained as a by-product after the vinification process.
En la presente invención se entiende por semilla de uva sobremadura a aquella semilla procedente de uvas que han superado ampliamente la madurez tecnológica necesaria para elaborar vinos de mesa, alcanzando un grado de azúcares superior a 25 °Brix”, y que se utilizan para la elaboración de vinos generosos.In the present invention, supermature grape seed is understood as that seed from grapes that have widely exceeded the technological maturity necessary to produce table wines, reaching a degree of sugars greater than 25 ° Brix ”, and which are used for processing of generous wines.
En la presente invención se entiende por vino generoso a aquéllos con una graduación alcohólica elevada (a partir de 15°) por ser obtenidos a partir de uvas con gran concentración de azúcares y/o que conllevan la adición de alcohol vínico extra previa a la crianza en madera.In the present invention, generous wine is understood as those with a high alcohol content (from 15 °) for being obtained from grapes with a high concentration of sugars and / or that entail the addition of extra wine alcohol prior to aging. in wood.
Otro aspecto de la invención se refiere al uso del hidrolizado enzimático obtenido mediante el método descrito en el primer aspecto de la invención como estabilizante del color en vinos tintos.Another aspect of the invention relates to the use of the enzymatic hydrolyzate obtained by the method described in the first aspect of the invention as a color stabilizer in red wines.
Un último aspecto de la invención se refiere al uso de semillas de uva sobremaduras obtenidas como subproducto de la elaboración de vinos generosos para la obtención de un hidrolizado enzimático como se ha definido en el segundo aspecto de la presente invención.A final aspect of the invention relates to the use of overripe grape seeds obtained as a byproduct of the production of generous wines for obtaining an enzymatic hydrolyzate as defined in the second aspect of the present invention.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be derived partly from the description and partly from the practice of the invention. The following examples and figures are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1: muestra una gráfica que representa el incremento de la actividad antioxidante (p,mol TE/L) de una solución antociánica (Mv-3glc) tras la adición de concentraciones crecientes del hidrolizado enzimático de la presente invención. FIG. 1: shows a graph representing the increase in antioxidant activity (p, mol TE / L) of an anthocyanic solution (Mv-3glc) after the addition of increasing concentrations of the enzymatic hydrolyzate of the present invention.
FIG. 2: muestra una gráfica que representa el incremento de la intensidad colorante de una solución antociánica (Mv-3glc) tras la adición de concentraciones crecientes del hidrolizado enzimático de la presente invención. FIG. 2: shows a graph representing the increase in the dye intensity of an anthocyanic solution (Mv-3glc) after the addition of increasing concentrations of the enzymatic hydrolyzate of the present invention.
FIG. 3: muestra una gráfica que representa la degradación de color (%) de una solución antociánica (Mv-3glc) tras la adición de concentraciones crecientes del hidrolizado enzimático de la presente invención, durante un periodo de almacenamiento de 30 días. FIG. 3: shows a graph representing the color degradation (%) of an anthocyanic solution (Mv-3glc) after the addition of increasing concentrations of the enzymatic hydrolyzate of the present invention, during a storage period of 30 days.
EJEMPLOSEXAMPLES
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto la efectividad del producto de la invención. The invention will now be illustrated by tests carried out by the inventors, which demonstrates the effectiveness of the product of the invention.
Ejemplo 1: Preparación de un hidrolizado enzimático a partir de semillas sobremaduras de uva según el procedimiento de la presente invenciónExample 1: Preparation of an enzymatic hydrolyzate from overripe grape seeds according to the process of the present invention
El residuo agroindustrial proteico que se emplea en el procedimiento de invención es semilla sobremadura de uva (Vitis vinífera L.) procedente de orujos obtenidos de la elaboración de vinos generosos tradicionales de clima cálido, las cuales cumplen la calidad higiénico sanitaria mínima para ser reutilizadas con interés industrial. La composición nutricional media de semillas de uva y su composición media de aminoácidos se presentan, a modo de ejemplo, en las Tablas 1 y 2, respectivamente.The protein agroindustrial residue that is used in the process of the invention is supermature grape seed ( Vitis vinífera L.) from pomace obtained from the production of traditional generous wines of warm climate, which meet the minimum sanitary hygienic quality to be reused with industrial interest The average nutritional composition of grape seeds and their average amino acid composition are presented, by way of example, in Tables 1 and 2, respectively.
Tabla 1. Composición nutricional media de semillas de uva (Zhou et al., 2011).Table 1. Average nutritional composition of grape seeds (Zhou et al., 2011).
Tabla 2. Composición media de aminoácido de semilla de uva (Wu and Lu, 2004).Table 2. Average grape seed amino acid composition (Wu and Lu, 2004).
En primer lugar, la semilla de uva sobremadura es separada del orujo mediante tamizado, ya que tienen un tamaño menor que los restos de hollejos y raspones presentes en el orujo. Tras su separación, se somete a un proceso de acondicionamiento que incluye la trituración y posterior tamizado hasta obtener harina de semilla seca.First, the overripe grape seed is separated from the pomace by sieving, as they are smaller than the remains of skins and scrapes present in the pomace. After separation, it is subjected to a conditioning process that includes crushing and subsequent sieving until dry seed meal is obtained.
Posteriormente, se extrae la fracción lipídica de la harina de semilla mediante un Sohxlet, durante 24 horas, con disolventes orgánicos apolares como el hexano. El disolvente orgánico se evapora posteriormente y se determina la cantidad de lípidos por gravimetría. En la Tabla 3 se muestra la caracterización química de la harina desengrasada obtenida.Subsequently, the lipid fraction of the seed meal is extracted by means of a Sohxlet, for 24 hours, with apolar organic solvents such as hexane. The organic solvent is subsequently evaporated and the amount of lipids determined by gravimetry. Table 3 shows the chemical characterization of the degreased flour obtained.
Tabla 3. Caracterización química de la harina desengrasada de semilla de uva sobremadura usada en la invención para la obtención del hidrolizado enzimático de bajo peso molecular.Table 3. Chemical characterization of the degreased flour of overripe grape seed used in the invention for obtaining the low molecular weight enzyme hydrolyzate.
La obtención de un concentrado proteico a partir de la harina desengrasada de semilla de uva sobremadura se realiza mediante una extracción en medio alcalino a pH constante 10,5 con NaOH 10 M, durante 3 horas, en una proporción 1:10 (p/v). Tras la extracción alcalina, la suspensión se deja decantar durante 3 días y se recoge el sobrenadante. Posteriormente, el sobrenadante se acidifica hasta pH 3.0 con HCl 6 M, obteniéndose un precipitado proteico ácido (fracción proteica insoluble) que se recupera mediante centrifugación (3000 g., 10 min).The obtaining of a protein concentrate from the degreased flour of overripe grape seed is carried out by means of an extraction in alkaline medium at a constant pH 10.5 with 10 M NaOH, for 3 hours, in a ratio 1:10 (w / v ). After alkaline extraction, the suspension is allowed to decant for 3 days and the supernatant Subsequently, the supernatant is acidified to pH 3.0 with 6 M HCl, obtaining an acidic protein precipitate (insoluble protein fraction) which is recovered by centrifugation (3000 g., 10 min).
El extracto proteico obtenido en el paso anterior, se somete a hidrolisis enzimática en un biorreactor acondicionado para mantener el pH constante durante todo el proceso de hidrólisis. Este pH constante asegura una actividad óptima de la enzima. El proceso hidrolítico para la obtención del hidrolizado proteico a partir del extracto proteico de semilla de uva se lleva a cabo bajo las siguientes condiciones:The protein extract obtained in the previous step is subjected to enzymatic hydrolysis in a bioreactor conditioned to keep the pH constant throughout the hydrolysis process. This constant pH ensures optimal enzyme activity. The hydrolytic process for obtaining protein hydrolyzate from grape seed protein extract is carried out under the following conditions:
Sustrato: extracto proteico obtenido en la etapa anterior: 10% (p/v; 100 g de semillas/L en agua desionizada)Substrate: protein extract obtained in the previous stage: 10% (w / v; 100 g of seeds / L in deionized water)
Enzima: endoproteasas (tripsina y quimiotripsina); 0.3% (v/v; 3 ml/L en agua desionizada)Enzyme: endoproteases (trypsin and chymotrypsin); 0.3% (v / v; 3 ml / L in deionized water)
Temperatura: 55 °CTemperature: 55 ° C
pH: 8,5pH: 8.5
Agitación constante: 300 rpmConstant agitation: 300 rpm
Tiempo de reacción: 3 horasReaction time: 3 hours
Un vez que la hidrolisis enzimática ha procedido durante un periodo de tiempo preferible igual a 3 horas, se procede a la centrifugación del hidrolizado obtenido en dicho paso.Once the enzymatic hydrolysis has proceeded for a preferable period of time equal to 3 hours, the hydrolyzate obtained in said step is centrifuged.
Tras la centrifugación se obtiene, por un lado, un precipitado formado por los restos del material de partida que permanece insoluble (principalmente fibra insoluble y parte de proteínas sin digerir) y, por otro lado, un sobrenadante compuesto principalmente por proteínas, péptidos y aminoácidos, así como otros componentes minoritarios solubilizados durante el proceso (fundamentalmente fenoles y azúcares). En la Tabla 4 se muestra la distribución de los pesos moleculares del hidrolizado enzimático proteico obtenido.After centrifugation, a precipitate formed by the remains of the starting material remains insoluble (mainly insoluble fiber and part of undigested proteins) and, on the other hand, a supernatant composed mainly of proteins, peptides and amino acids , as well as other minor components solubilized during the process (mainly phenols and sugars). Table 4 shows the molecular weight distribution of the protein enzyme hydrolyzate obtained.
Tabla 4. Distribución de los pesos moleculares del hidrolizado enzimático proteico obtenido a partir de semilla de uva, según el método de invención.Table 4. Distribution of the molecular weights of the protein enzyme hydrolyzate obtained from grape seed, according to the method of the invention.
Dicho sobrenadante se clarifica haciéndolo pasar por un filtro de 0,2 p,m y se somete a la eliminación de polifenoles mediante adsorción con PVPP (20% p/v; 20 g PVPP/L).Said supernatant is clarified by passing it through a 0.2 p, m filter and is subjected to the elimination of polyphenols by adsorption with PVPP (20% w / v; 20 g PVPP / L).
Tras la eliminación de los polifenoles, el hidrolizado enzimático se centrifuga para separar el PVPP y otras partículas insolubles, se concentra hasta la obtención de una pasta sólida y se liofiliza.After removal of the polyphenols, the enzymatic hydrolyzate is centrifuged to separate the PVPP and other insoluble particles, concentrated until a solid paste is obtained and lyophilized.
Ejemplo 2: Efecto del hidrolizado enzimático obtenido en el ejemplo 1 como estabilizador del color del vino tintoExample 2: Effect of the enzymatic hydrolyzate obtained in example 1 as a red wine color stabilizer
Este ejemplo pone de manifiesto la efectividad del método de invención para la obtención de un hidrolizado enzimático soluble en agua a partir de semilla de uva sobremadura cuyas propiedades antioxidantes y copigmentantes permiten su uso en la industria vinícola, concretamente en la vinificación de vinos tintos como agentes estabilizadores del color de origen natural y agentes que mejoran las propiedades biofuncionales.This example demonstrates the effectiveness of the method of the invention for obtaining a water-soluble enzyme hydrolyzate from overripe grape seed whose antioxidant and co-pigmenting properties allow its use in the wine industry, specifically in the vinification of red wines as agents Natural color stabilizers and agents that improve biofunctional properties.
La distribución de los pesos moleculares del hidrolizado enzimático obtenido a partir de harina desengrasada de semilla de uva sobremadura y su fracción proteica de bajo peso molecular (<1 kDa) se muestran en la Tabla 4 anteriormente indicada.The molecular weight distribution of the enzymatic hydrolyzate obtained from degreased flour of overripe grape seed and its low molecular weight protein fraction (<1 kDa) are shown in Table 4 above.
Las propiedades biológicas y copigmentantes, así como estabilizantes de color, del hidrolizado enzimático obtenido mediante el método de la invención, se evalúan en soluciones modelo con antocianos propios de la uva de vinificación y del vino tinto (patrón de malvidina 3-glucosido comercial). En concreto, el ensayo consiste en medir la modificación de tales propiedades antes y después de la adición del hidrolizado enzimático a la solución antociánica (150 mg/L), a una concentración de proteínas similar a las que se usarían en la vinificación (150, 300 y 600 mg/L).The biological and co-pigmenting properties, as well as color stabilizers, of the enzymatic hydrolyzate obtained by the method of the invention, are evaluated in model solutions with anthocyanins typical of the wine grape and red wine (commercial 3-glucoside malvidin pattern). Specifically, the test consists in measuring the modification of such properties before and after the addition of the hydrolyzate. enzymatic to the anthocyanin solution (150 mg / L), at a concentration of proteins similar to those that would be used in vinification (150, 300 and 600 mg / L).
En cuanto a las propiedades biológicas de la fracción de bajo peso molecular (< 1kDa), ésta presentó actividad antioxidante dependiente de su concentración (Figura 1). La actividad antioxidante de las soluciones antociánicas antes y después de la adición hidrolizado enzimático se determinó según el método espectrofotométrico FRAP (Benzie and Strain, 1996), expresada como actividad antioxidante de Trolox equivalente (Ensayo TEAC: Capacidad Antioxidante como Equivalentes Trolox o, en inglés, Trolox Equivalent Antioxidant Capacity), considerada como los p,mol de Trolox con la misma capacidad antioxidante que 1 L de solución antociánica (p,mol TE/L). Regarding the biological properties of the low molecular weight fraction (<1kDa), it showed antioxidant activity depending on its concentration (Figure 1). The antioxidant activity of the anthocyanin solutions before and after the enzymatic hydrolyzed addition was determined according to the FRAP spectrophotometric method (Benzie and Strain, 1996), expressed as an equivalent Trolox antioxidant activity (TEAC Assay: Antioxidant Capacity as Trolox Equivalents or, in English , Trolox Equivalent Antioxidant Capacity), considered as the p, mol of Trolox with the same antioxidant capacity as 1 L of anthocyanic solution (p, mol TE / L).
En cuanto a las propiedades copigmentantes y estabilizadoras del color del hidrolizado enzimático de la invención, éste presentó capacidad de incrementar la intensidad colorante de las soluciones antociánicas (Figura 2) así como de disminuir su degradación de color durante un periodo de almacenamiento de 30 días (Figura 3). Las propiedades colorimétricas de las soluciones antociánicas y sus variaciones, antes y después de añadir el preparado proteico, se evaluaron mediante Colorimetría Diferencial según la metodología descrita en Gordillo y col. (Gordillo, B. et al. 60 (2012) 2896-2905; Gordillo, B. et al. 63 (2015) J. Agríe. Food Chem. 7645-7653). Regarding the color-stabilizing and co-stabilizing properties of the enzymatic hydrolyzate of the invention, it presented the ability to increase the dye intensity of anthocyanic solutions (Figure 2) as well as decrease its color degradation during a 30-day storage period ( Figure 3). The colorimetric properties of anthocyanic solutions and their variations, before and after adding the protein preparation, were evaluated by Differential Colorimetry according to the methodology described in Gordillo et al. (Gordillo, B. et al. 60 (2012) 2896-2905; Gordillo, B. et al. 63 (2015) J. Agríe. Food Chem. 7645-7653).
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