Valorização do kiwi (A. deliciosa) de baixo calibre: extração de actinidina e sua aplicação na produção de hidrolisados de glúten

Abstract

O kiwi é o fruto de uma planta pertencente ao género botânico Actinidia, da família das Actinidiaceae. Apesar das suas propriedades bioativas, o desperdício anual associado à venda e processamento do kiwi é bastante significativo. A actinidina é uma cisteína protease que representa 50% da proteína solúvel do kiwi. O objetivo deste trabalho foi valorizar o kiwi e os seus subprodutos estudando o efeito da actinidina no glúten. A enzima foi extraída em quatro condições distintas e os extratos sujeitos a um estudo de cinética enzimática com azocaseína. A extração que resultou num extrato rico em proteína (rendimento superior a 70%) com elevada atividade enzimática específica (1,31 a 14,59 U/mg de proteína) consistiu num simples salting out da proteína presente no sumo do fruto após homogeneização e centrifugação. A zimografia realizada a pH 3, 6 e 8 mostrou ainda que a enzima é ativa numa vasta gama de pH e permitiu identificar diferentes estados de maturação da enzima (N-preactinidina e actinidina madura). Realizaram-se ensaios preliminares para avaliar o efeito da actinidina no glúten através da análise dos hidrolisados de glúten de elevado e baixo peso molecular, obtidos após incubação da enzima com glúten hidratado e com glúten liofilizado. Os hidrolisados foram analisados por FTIR, tendo-se observado alterações estruturais nas amostras tratadas com actinidina. Estas alterações estruturais foram corroboradas pela alteração do perfil eletroforético dos resíduos obtidos após hidrólise e pela presença de aminoácidos livres nos sobrenadantes. A análise dos hidrolisados obtidos por SDS-PAGE após 1, 2 e 24 horas de incubação do glúten liofilizado com actinidina (25, 50 e 75 μg/mg) mostrou a presença de péptidos com baixo peso molecular (entre 30 e 20 kDa). A incubação durante 24 horas resulta numa hidrólise mais extensa, com formação adicional de péptidos com cerca de 20 kDa. Os resultados obtidos permitiram concluir que os extratos de actinidina tem elevado potencial para aplicação industrial na produção de hidrolisados de glúten, com a vantagem de ser uma metodologia de extração simples e de baixo custo.

Kiwifruit is the fruit of a plant belonging to the genus Actinidia, the family of Actinidiaceae. Despite its bioactive properties, the annual waste associated with fruit commercialization and processing is significant. Actinidin is a cysteine protease which represents 50% of the soluble protein in kiwifruit. The goal of this work was to add value to kiwifruit and its by-products through studying actinidin effect in gluten. The enzyme was extracted in four different conditions and extracts subjected to enzyme kinetics study with azocasein. It was found that the extraction resulting in an extract rich in protein (yield greater than 70%) with high specific enzyme activity (1.31 to 14.59 U/mg protein) is obtained through a simple salting out of the protein present in the fruit juice after homogenization and centrifugation. Zymography carried out at pH 3, 6 and 8 also showed that the enzyme is active over a wide pH range and it was possible to identify the mature and N-preactinidin. Preliminary experiments were performed to evaluate the effect of actinidin on gluten by analysis of the high and low molecular weight gluten hydrolysates, obtained after incubation of the enzyme with hydrated and freeze-dried gluten. The hydrolysates were analysed by FTIR, and it was observed structural changes in the samples treated with actinidin. These structural changes were corroborated with the changes observed in the electrophoretic profile of the residues obtained after hydrolysis, and the presence of free amino acids in the supernatants. Analysis of the supernatants obtained by SDS-PAGE after 1, 2 and 24 hours of incubation of the freeze-dried gluten with actinidin (25, 50 and 75 μg/mg) showed the presence of peptides with lower molecular weight (between 30 and 20 kDa). Incubation for 24 hours results in a more extensive hydrolysis with formation of additional peptides about 20 kDa. The results showed that the actinidin extracts has high potential for industrial application in the production of hydrolysed gluten, with the advantage of a simple and low cost extracting methodology.