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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA

AGROINDUSTRIAL

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO

Tecnología de Cereales. Artículo de Investigación.

“Cambios en las proteínas durante las diversas etapas de Panificación de cuatro

trigos de primavera: Cuantificación por HPLC1 de exclusión por tamaño.” PRESENTAN

MARTINEZ AGUILAR JUAN CARLOS.

MIRANDA FLORES RODOLFO.

NOLASCO TREJO BRUNO DIEGO.

OSORNO SOLIS MIGUEL.

ROMERO GONZALEZ HERMES DE JESUS

GRADO 7° 3

PROFESOR TITULAR

MCs. Ma. Ofelia Buendía G.

CHAPINGO, TEXCOCO, MÉXICO, MAYO DE 2013



Cambios en las proteínas durante las diversas etapas de Panificación decuatro trigos de primavera: Cuantificación por HPLC1 de exclusión por tamaño.

Resumen

Cambios en las proteínas para cuatro genotipos de trigo duro rojo de primavera(Len, Marshall, 215, Butte y 86) fueron evaluados en diferentes etapas defabricación del pan utilizando una técnica de HPLC de exclusión por tamaño.Etapas consideradas fueron la harina de panificación, después de la mezcla, antesde golpear, después de golpear, después de la fermentación, y después de laprueba. Se determinaron las características de calidad y funcionales de los cuatrogenotipos de trigo.

Los tres principales grupos de proteínas aisladas por SE-HPLC se caracterizanademás por SDS-PAGE. Se encontró una relación directa entre poliméricoglutenina (pico I de fracciones SE-HPLC) en las harinas y volumen de la barrapara los tres genotipos de trigo con subunidad idéntica glutenina de alto pesomolecular (HMW-GS) composición (2 *, 7 +9, 5 + 10) y una línea con semejantecomposición HMW-GS (2 *, 7 +9, 2 12), que difieren en el locus Glu-D1. Tambiénse examinaron los cambios cuantitativos en la distribución de las proteínassolubles en SDS-fraccionados por SE-HPLC. Proteínas que Pico (proteínaspoliméricas) de proteínas SDS-extraíbles tienden a disminuir durante la fabricacióndel pan, mientras que las proteínas pico III (bajo peso molecular) tienden aaumentar. Pico II (proteínas monoméricas, de peso molecular medio) no mostró un

cambio en la cantidad durante la fabricación del pan. Estos resultados parecenindicar que algún tipo de reordenamiento se llevó a cabo durante el proceso defabricación del pan para liberar proteínas de peso molecular más pequeño.

INTRODUCCIÓN

Las proteínas del endospermo del trigo son importantes debido a su influencia enlas características de cocción de la harina. El mayor grupo de proteínas songliadina, una mezcla de polipéptidos individuales, y glutenina, un grupo complejode polipéptidos unidas entre sí por enlaces disulfuro interpolypeptide (Mac Ritchieet al1990). Cuando la glutenina se trata con agentes reductores y se analiza por SDS-PAGE, se obtienen dos grupos sobre la base de peso molecular:subunidades de alto peso molecular de glutenina (HMW-GS) y subunidad es deglutenina de bajo peso molecular (LMW-GS) (Payneet al1979) .Muchos estudios(Payne et al 1979, 1981, 1987; Moonen et al, 1982; Campbell et al 1987;NgyBushulc1988, Khan et al 1989) han establecido correlaciones entre laspartículas, HMW-GS y pan de calidad panadera.



Bietz (1984) analizaron extractos de SDS no reducidos de trigos que difieren enpanificable por HPLC de exclusión por tamaño (SEIIPLC) y encontró una relacióninversa entre HMW nativo (no reducida) glutenina y la calidad de la harina. Sinembargo, en otro conjunto de trigos, Huebner y Bietz (1985, 1986) encontraronuna relación directa. Se informó de que la relación de pico I(tamaño>800 000) a

partir de extractos Uiru-relucida estaba directamente relacionada con el tiempo demezclado, lo que indica un posible uso de esta técnica para los propósitos de cría.Dachkevitch y Autran (1989) analizaron30genotiposy se encontró quela cantidadde la fracción 2 (tamaño de 115,000-650,000) y el pico I de la relación de pico IIestaba relacionado con la puntuación de bicarbonato de francés y gluten derecuperación elástica, respectivamente.

Dachkevitch y Autran (1989) encontraron que las proteínas excluidos en pico I (F1)y agregados intermedios (F2) están altamente correlacionadas con los datos decalidad de cocción. También mostraron que la relación F1/F2 era el mejor

indicador de la potencial resistencia al horneado (medido por el índice dealveógrafo W, índice de mixógrafo, o viscosidad y elasticidad de gluten).Recientemente, Singh et al (1990a, b) extrae las proteínas del gluten usandosonicación para ayudar en la solubilización de proteínas. Se separaron lasproteínas a partir de muestras de harina utilizando SE-HPLC para evaluar lacantidad relativa de glutenina (pico I) como una medida dela calidad de lafabricación de pan. Ellos encontraron que la cantidad relativa de glutenina fuealtamente correlacionado positivamente con el volumen de la barra (r =0,72),extensıografo resistencia amasa (r =0,84), la extensibilidad (r =0,84), y el tiempo

de desarrollo mixógrafo pico(r =0,84). Sin embargo, se debe tener precaucióncuando sonicación se utiliza debido a la posibilidad de que los enlaces disulfuropueden escindirse (Khan et al 1989).

La mayoría de los estudios informan usando SE-HPLC para analizar sólo la harinao las proteínas del gluten. El objetivo de este estudio fue evaluarlas diferenciascuantitativas en las proteínas del gluten entre los cultivares de trigo con buena ymala calidad panadera en cada etapa del proceso de cocción del pan. Dado quelas diferencias de composición de las proteínas del gluten se correlacionan con lasdiferencias en la calidad de panificación, la hipótesis de que los cambios en la

composición pueden ser más evidentes durante el proceso de elaboración del panreal, que es la prueba final de evaluación de calidad de las harinas. La técnica deSE-HPLC se utilizó para cuantificarlos diferentes grupos de proteínas de gluten.



MATERIALESY MÉTODOS

MATERIALES Y MÉTODOS Las muestras de trigo

Se utilizaron en este estudio cuatro ¨ duro rojo de primavera ¨ (IIRS) genotipos de

trigo. Tres (Len, Marshall, Butte y 86) tienen la misma composición HMW ¬ GS (2 *, 7+9, 5 10) y uno (215) tiene una composición HMW-GS diferente pero similar (2 *, 7 9 ,2 12). Genotipos de trigo fueron suministrados por la Estación Experimental de

Agricultura de Dakota del Norte (R. Frohberg).El Trigo se cultivo en el mismo lugar durante 1992 y 1995. Dming 1995, se dejaron crecer en dos parcelas diferentes parareplicar el experimento. Aunque tres de los genotipos de trigo tienen la mismacomposición HMW-GS, que difieren en las propiedades arqueológicas y de cocciónde pan.Molienda y Evaluación de la Calidad

Las Muestras de trigo se molieron en un laboratorio de experimentación Bühler mili(Bühler Co., Minneapolis, MN) de acuerdo con un procedimiento estándar que se

utiliza actualmente en el Departamento de Ciencias de cereales en la UniversidadEstatal de Dakota del Norte sobre la base de método aprobado 26-20 (AACC, 1995) .Humedad, proteína, cenizas, y el número de caídas (Aprobado Métodos 44-15A, 46-

11, 08-81 y 56-81B, respectivamente [AACC 1995]) se determinaron para las harinas.Las propiedades geológicas se evaluaron utilizando farinógrafo y técnicasmixográficas (Aprobado Métodos 54-21 y 54-40, respectivamente). La prueba dehorneado era una fermentación de 3 horas (Método Aprobado 10-09) usando 25 g deharina con un 14% mb La formulación incluye levadura (levadura seca instantánea,1,0%), azúcar (5,0%), sal (1,0%) , y la comida de levadura (munición ¬ amoniofosfato, 0,1%). Ningún otro aditivo se utiliza para evitar los efectos interferentes enpanificación.

Muestreo Masa, extracción de proteínas, y SE-HPLC Las masas fueron recolectadas en diferentes etapas del procedimiento hornear. Las

etapas consideradas para el muestreo de la masa fueron: después de la mezcla,antes del segundo golpe, después del segundo golpe, después de la fermentación, ydespués de la prueba. La masa en cada una de estas etapas del procedimiento decocción se recogieron en recipientes de plástico y se congeló inmediatamente a -40 °C. Las masas congeladas se liofilizaron y tierra usando un molinillo de café.

Proteínas no reducidas se extrajeron en tampón fosfato de sodio (0,05 M) quecontiene 0,5% de SDS. Harina (2 g) o liofilizado masa se extrajo en 40 ml de tampónde fosfato durante 12 horas (20 ° C) con agitación constante. Después de laextracción, las proteínas solubles se separaron por centrifugación a 27.000 xg

durante 20 mM de N (20 ° C). Los extractos fueron analizados o mantenerse a 4 ° Cde inmediato hasta que se necesite (no más de 24 horas).

Proteínas no reducidos se analizaron mediante SE-HPLC utilizando el método deSingh et al (1990a, b), modificado por Batey et al (1991). Se prepararon soluciones de1 mg / ml de proteínas extraídas. Proteína soluciones fueron filtradas con filtros de0,45 mm (Gelman LC30) antes del 20-111_, las alícuotas se aplicaron para el análisisde SE-HPLC. Las muestras se analizaron mediante cromatografía líquida (HewlettPackard 1090) que consiste en un sistema de disolvente PV5 de entrega, un sistema



fotométrico de filtro, y un integrador (Hewlett Packard 3393). Las muestras secargaron en una columna de 7,5 mm (ID) x 300 mm (Paquete de Proteína Aguas

00SW). El disolvente de elución utilizado fue acetonitrilo al 50% en agua (v / v) con0,1% de ácido trifluoroacético (v / v). El caudal fue de 0,5 ml / min durante un tiempototal de 30 min. El disolvente se filtra previamente (0,45 mm), desgasifica, y

continuamente burbujea con helio. La detección se realizó a 210 nm.Caracterización de las fracciones de proteína separada

por SE-HPLC

Los principales grupos de proteínas separadas por SE-HPLC eran caracteres por SDS-PAGE usando el procedimiento de Khan(1989), tanto en condiciones reducidasy no reducidas. Para aplicar la muestra al gel en igualdad de proteína, se hicieronsoluciones de proteína de 1 mg / ml. Diez inyecciones de muestra (1001.1L) de cadasolución de proteína se aplicaron a la misma columna en las condiciones explicadas

Aboye. Se recogieron las proteínas separadas a partir de estas carreras (0,5 ml decada uno). Las fracciones que mostraron la absorbancia más alta (210 nm) seagruparon. El acetonitrilo se eliminó por evaporación bajo nitrógeno y se congeló

inmediatamente a -80 ° C. Las muestras congeladas se liofilizaron ¬ se secó y sealmacenó a -40 ° C hasta que se necesite.

SDS-PAGE de las fracciones SE-HPLCSe disolvieron los residuos liofilizados (10 mg / ml concentración final de coción) en

tampón de muestra (condiciones no reductoras [62,5 mM de Tris-HC1, 20% deglicerol, 2% SDS]; condiciones reductoras [62,5 mM Tris-HC1, 20% de glicerol , SDSal 2%, mercaptoetanol al 5%]) y aplicada (50 ILL) a geles de poliacrilamida 0.75-mm(pila superior 4%, gel de resolución de 14%). Los geles se sometieron a electroforesisdurante la noche a 5 mA por gel a 20 ° C. Los geles se tiñeron con Azul deCoomassie R-250 (0,25% en metanol 50% y ácido acético al 10%) para 30 mm n ydestained (ácido acético al 7%, metanol al 20%) hasta que se obtuvo un fondo gel

transparente.Diseño experimental y análisis estadístico

Un diseño de bloques completos al azar (Cochran y Cox 1950, Acero y Tomé 1980)se utilizó en este estudio. Tres verdaderas repeticiones (bloques) fueron analizados.Cada bloque representa un diferente entorno (una combinación de la ubicación y elaño de plantación), donde se desarrollaron los cuatro cultivares de trigo (todas lasvariedades se cultivaron en las mismas condiciones ambientales dentro de cadabloque).

Cada análisis se realizó por triplicado, excepto para HPLC analisis, que se realizópor cuadruplicado (dos extractos por ejemplo, dos inyecciones por extracto), y elanálisis de hornear, que fue realizado por duplicado. Medias, las desviaciones y loserrores estándar y coeficientes de correlación se calcularon utilizando el paquete deherramienta de análisis del paquete de software de Microsoft Excel. Reproducibilidadde las arcas de SE-HPLC de datos fue del 2% entre las inyecciones de el mismoextracto y 4% entre los extractos de la misma harina. Análisis de la varianza (ANOVA)y menos diferencias cuadrados (LSD) se realizaron mediante estadísticas el softwareSAS versión 6.11 (SAS Institute Inc., Cary, NC). Un nivel de significación del 95% seutilizó en todos los análisis estadísticos.



RESULTADOSY DISCUSIÓN

La Tabla 1 muestra varios parámetros de calidad de la harina para los genotiposde trigo utilizados en este estudio. Se encontraron muchas diferenciasestadísticamente significativas entre harinas. Datos farinógrafo y mixógrafocaracterizan Len como una fuerte variedad de trigo con altos valores de tiempo dedesarrollo de la masa (DT), la estabilidad (S), el tiempo máximo (PT), y la alturamáxima mixógrafo (MH). Len también exhibió el mayor volumen de la barra (LV),de todos los trigos utilizados en este estudio. Marshall, 215, Butte y 86 teníanvalores más bajos para estos parámetros y podrían considerarse trigos de fuerzamedia. A pesar de las harinas de trigo tenían contenidos de proteína similares (12-13%), que exhiben diferentes características reológicas y funcionales.Butte86tuvoel mayor contenido de proteínas (13,7%), pero inferior LV, DT, S, PT y ME de Len,

que tenía los más altos valores de estas características. Estos resultados indicanque otros factores distintos de, o además de, contenido de proteína sonresponsables de las diferencias de funcionalidad de harina de trigo.

Cuantificación de Proteínas no reducido en Harinas por SE-HPLC

Proteínas del gluten son el factor más importante en la determinación depanificación diferencias de calidad (MacRitchie et al 1990). En un intento deinvestigar más a fondo los factores proteicos que pueden estar relacionados a la

calidad panadera, se estudiaron las diferentes cantidades de los principalesgrupos de proteínas en las harinas con diferentes propiedades reológicas ycualidades de panificación. Elegimos la técnica de SE-HPLC para este estudiodebido a su velocidad, los requisitos de tamaño pequeño, de buen tamaño deseparación, y las capacidades cuantitativas.

Las proteínas de las harinas de trigo se fraccionaron mediante SE-HPLC en trespicos principales (I-III en la figura. 1). SE-HPLC separa las proteínas de acuerdocon el tamaño molecular. La columna de cromatografía utilizada en este estudiotiene un rango de separaciónreivindicadade10-400kDa para las proteínas

globulares y 2-150kDa para las bobina sal azar (Waters Chromatography División,Millipore Corp., Milford, MA).

Una estimación del intervalo de peso molecular de las proteínas se realizóutilizando los datos de carreras de proteínas estándar previamente por L.Huckle(comunicación personal del Departamento de Ciencia de cereales, NDSU).Normas incluyen inhibidor de tripsina (20,1 kDa) y B-galactosidasa (120 kDa).



Sobre la base de los tiempos de elución de estas proteínas estándar realizados enlas mismas condiciones que las proteínas del gluten, se estimó que las proteínaspico1 incluyen proteínas>120kDa, pico rango proteínas II entre20- 100kDay pico iiigama proteínas entre 2kDa (más baja posible según el fabricante) y 20k Da. Unacomparación con los datos publicados anteriormente sobre la distribución de

tamaño de peso molecular de las proteínas (Huebner y la pared1976, Kasarda et al1976) podría indicar que los picos I, II, y Iii se glutenina, gliadina, globulinas-albúminas, respectivamente. Los datos de SDS-PAGE presentados por Singhet al(1990a, b) y Batey et al (1991) confirman también la composición de los tres picosprincipales obtenidos por SE-HPLC.

Nuestro Resultado fue un gel(Fig.2, las condiciones no reducida) confirmóademás la composición de las proteínas presentes en cada pico principal SE-HPLC. Como se ve en la figura. 2, las proteínas presentes en el pico I consistenen polipéptidos poliméricos de tamaños muy grandes que se conservan tanto en el

gel de apilamiento al4% y los 14% de gel de resolución de orígenes. Hay algo derayas en la cacerola superior del gel de resolución en el carril1. Es tono se venlíneas gluteninas nativas de bajo peso molecular tal como se muestra por Khanetal (1994). No hay otras bandas aparecen a lo largo del carril1. Esto indica que lasproteínas pico I se componen principalmente de disulfuro polipéptidos unidos queno son capaces de penetrar en los geles de resolución o apilamiento debido a altopeso molecular. Sin embargo, en la reducción con mercaptoetanol, proteínas pico Ise escinden en muchas subunidades que son capaces de migraren el gel deresolución (fig. 3). Proteínas pico II son de un peso molecular más bajo, como se

evidencia por la capacidad de penetrar en el gel de resolución (fig. 2). Lasproteínas presentes en pico III son polipéptidos que migran en la parte más bajadel gel y con el frente de colorante (Fig.2).

Las cantidades relativas (expresadas como porcentaje de la superficie total) de lasproteínas para las cuatro harinas se reportan en la Tabla II. Los valores que semuestran en la Tabla II representan proporciones relativas medios (calculadocomo el promedio del área bajo el pico para el mismo cultivar crecido en cadabloque) de proteína extraídos de las respectivas muestras de harina. Se encontróque sólo pico I mostraron diferencias estadísticamente significativas entre las

cuatro harinas (Tabla II). Len tenía el valor más alto para el pico I. Anteriormentese ha demostrado que Len también tenía el valor más alto para el volumen del pany otros parámetros reológicos (Tabla I) y que estos valores fueronestadísticamente diferentes de los otros cultivares de trigo. También seexaminaron las correlaciones estadísticas (Tabla II) entre los porcentajes de losprincipales grupos de proteínas del gluten con los diferentes atributos de calidad.Hubo una correlación altamente significativa y positiva entre el porcentaje de



proteínas pico I y el volumen del pan(r =0,73) (fig. 4) y una correlación altamentesignificativa y negativa entre el volumen del pan y la proteínas pico III(r =-0,64)(.Fig.4).El porcentaje de proteínas en el pico I también se correlacionópositivamente con el tiempo de desarrollo de la masa en el farinógrafo(r =0,46) yla estabilidad a la mezcla mecánica(r =0,61). La cantidad total de proteínas

(determinado por el procedimiento de Kjeldahl) se correlaciona negativamente conel índice de tolerancia (r =-0,73, datos no mostrados) y se correlacionópositivamente a la absorción de agua(r =0,85).Los resultados obtenidos en esteestudio para los cuatro genotipos de trigo parecen confirmar previamentereportados los resultados delas muestras de harina (Singh et al, 1990a, b).Nuestros resultados confirman la existencia de una relación directa entre elporcentaje del pico de las proteínas I y el volumen del pan, y entre proteínas pico Iy las propiedades reológicas delas muestras de harina.

Los cambios cuantitativos de proteínas durante la elaboración del pan

Extracción de proteína. La TablaIV muestra el efecto del proceso de panificaciónen la extracción de proteína y distribución por SEHPLC. Extracciones>94% seobtuvieron de harinas en las condiciones de este estudio. Las proteínas de masasliofilizadas en las diferentes etapas de panificación son más difíciles de extraer,como lo demuestran las menores recuperaciones. Esta variable capacidad deextracción delas proteínas del gluten no reducidas no es un problema nuevo en lainvestigación dela proteína del trigo. Variable extractabilidad ha impedido unamplio uso de técnicas tales como SE-HPLC debido a la dificulta den lainterpretación de los datos (Bietz1986). Singh et al (1990a) reivindica que han

resuelto este problema mediante el uso de tratamiento con ultrasonidos.Extracciones de=99% se obtuvieron cuando se utilizó el tratamiento conultrasonidos para tiempos tan bajo como30seg. Aunque tratamiento conultrasonidos facilita la extracción de proteínas a partir de harinas y pastas, tambiénes cierto que gluteninas se descomponen en agregados más pequeños (Singhetal1990b). Decidimos no utilizar tratamiento con ultrasonidos porque queríamosestudiarlas proteínas del gluten bajo condiciones de extracción que minimizaronlos cambios de su nativa (en vivo) del estado.

En este estudio, la mezcla disminución dela extracción de proteína. Otros autores

(Weegelset al1996) han obtenido un aumento extractabilizacion de proteínadespués de la mezcla (la masa de harina-agua) y la cuantificación de la proteínaresiduo por el método de Kjeldahl. Su hipótesis es que la mezcla causasdespolimerización de los agregados gluteninas de separación física y la ruptura dee laces covalentes o no covalentes. Sin embargo, los cambios en la capacidad deextracción dela masa parecen estar relacionados con la fuerza dela harina.Mayores extractabilities proteínas se obtienen con harinas más débiles (Tsen1967,



Tanaka yBushuk1973, Huang1995). Los datos reológicos presentados en la TablaI muestran que todos los cultivares utilizados en este estudio son bastante fuertecon altos valores de estabilidad farinógrafo la estabilidad de> 14 mm n (Tabla I).Los valores de estabilidad de 20 mm n no son raros de Len. Posiblemente elhecho de que se utilizaron variedades de trigo fuertes en este estudio explica la

disminución observada en la extracción de proteína después de la mezcla.También es necesario mencionar que tomamos las muestras de masa después deun desarrollo óptimo de masa. Masa óptima desa ¬ rrollo implica la creación de lared de gluten que más tarde, durante la fermentación y pruebas, retendrá gas y laprimavera horno, de manera que se obtiene un pan de hogaza volumen óptimo(Hoseney 1980). Si se forma una buena red de gluten (mediante polimerización delas proteínas del gluten), entonces se esperaría observar una disminución en lacapacidad de extracción de proteína después de un mezclado óptimo. Godon yHerard (1984) sugirieron que las interacciones aumento (hidrófobo) durante el

mezclado. Además, la fórmula de la masa contenía 1% de sal (cloruro de sodio),más probable es que promueve la agregación de proteínas y la insolubilidad. Otrofactor que puede haber contribuido a la insolubilidad de las proteínas podría ser laliofilización de la masa antes de extracción de SE-HPLC. Estas diferencias puedenayudar a explicar la observada disminución en la extracción de proteína en laetapa de mezcla de la masa.De extracción de proteína continúa disminuyendo durante la fermentación (antes ydespués de la perforación) (Tabla IV). Weegels et al (1996) también observódisminución de la solubilidad de glutenina macropolymer después de masadescansando. La práctica de la perforación se utiliza ampliamente en la

fabricación de pan. Punching subdivide las células de gas, redistribuye loscomponentes de la harina, y optimiza la fermentación, al permitir que la levadurapara obtener los nutrientes que necesita para el proceso de fermentación (Pyler 1988). El efecto de la perforación fue disminuir aún más la extracción de proteínade trigo cultivares Len y 215. Para Butte 86, punzonado aumentó la extracción deproteína, mientras que Marshall no mostró un cambio significativo en la extracciónde proteína en la etapa de perforación (Tabla IV). Cuando la recuperación deproteína después de la fermentación se compara con la recuperación de proteínasen la etapa inicial de mezcla, la disminución de la extracción de proteína para Leny Marshall, pero no cambió significativamente para 215 Butte y 86 (Tabla IV).Hoseney et al (1979) describe la fermentación como un proceso de oxidación quepuede implicar la reticulación. Una posible diferencia en la cantidad de reticulaciónque se produce durante la fermentación de diferentes variedades de trigo puedeexplicar la

TABLA IV



Los cambios de los grupos principales de proteínas (según lo determinado por laSE-HPLC)Durante Breadmakinga

Cultivar

Etapa decocción

Recu

peracion de

porcentaje

Pico Pico PicoIII

Len Harina 94.7a 38.7a 42.3a 19.1a Después de 83.9b 34.4a

41.1a 24.5ab

Antes del segundo 88.8c 34.4a

39.8a 25.8ab Después segunda 81.2b 32.3b

40.5a 27.2b

Después de la 76.6d 30.6b

39.1a 30.3b Después de la 88.4c 28.5c 40.9a 30.6b

Marsh

Harina 97.8a 34.8a 41.9a 23.4a

Después de 98.5a 29.9a 41.5a 28.7a Antes del segundo 92.7b 30.4a 42.4a 27.2a Después segunda 91.2b 26.3a 43.2a 30.5a Después de la 83.3c 27.6a 42.3a 30.1a Después de la 87.6d 27.4a 42.8a 29.7a

215• Harina 94.9a 36.3a 43.3a 20.5a Después de 84.9b 30.3a

40.9a 28.8ab

Antes del segundo 96.1a 30.1a

42.4a 27.5ab Después segunda 90.2c 29.5b

41.4a 29.1bc

Después de la 84.8b 27.4b

40.4a 32.2bc

Después de la 82.3b 23.1c 39.6a 37.3c Butte Harina 94.7a 34.1a 42.3a 23.6a Después de 92.6a 28.9b 42.6a 28.7ab

Antes del segundo 72.5b 26.5b

40.1a 33.4bc Después segunda 77.6c 24.8c 40.3a 34.9bc Después de la 95.0a 23.7c 38.4a 37.9c Después de la 91.5a 23.6c 39.4a 37.0bc

Los valores son medias de tres ates replica. SD = desviación estándar. Mediascon letras diferentes en la misma columna son significativamente diferentes (P<0.05).

Observado diferencias en extractabilities proteínas. Los cultivares que soncapaces de entrecruzar más proteínas se forman agregados más grandes, y estopuede ser reflejado como menos proteína extraíble en la solubilización con SDS.La cuantificación de las fracciones SE-HPLC. SE-HPLC se utilizó para cuantificar las principales proteínas en cada etapa del proceso de cocción. La Tabla IV



muestra también los tres principales grupos de proteínas y su distribución duranteel proceso de panificación. Se encontraron muchas diferencias estadísticas entrelas etapas de cocción de cada cultivar trigo. Marshall era el único cultivar que nomostró diferencias estadísticamente significativas en el nivel de 95% de confianza.Sin embargo, si el nivel de confianza se reduce ligeramente a 92%, diferencias

estadísticas se pueden encontrar para el cultivar Marshall (datos no mostrados).La tendencia general de los cambios de los grupos de proteínas se puede ver mejor en la figura. 5. Aunque sólo cultivar, Len, se muestra, la tendencia es similar para Marshall, 215, y Butte 86. Hay una disminución definitiva y estadísticamentesignificativa de la cantidad relativa de las proteínas pico I y un aumento en lacantidad relativa de proteínas ifi pico como el pan ¬ proceso de toma de progresa.Pico II se mantuvo estadísticamente sin cambios durante las diferentes etapas decocción (Tabla IV). En general, parece que durante la panificación no es unproceso por el cual las proteínas del trigo se reorganizan para liberar proteínas de

peso molecular más pequeño que eluyen como un aumento en pico III.SDS-PAGE de proteínas Reducción de picos SE-HPLC. La Figura 3 muestra lospatrones electroforéticos de las proteínas reducidas aisladas por SE-HPLC decultivares Len y Marshall en dos etapas de cocción diferentes (después de lamezcla y después de pruebas). Las calles 2, 5, 8 y 11 son los patroneselectroforéticos de las proteínas reducidas de pico I proteínas. Estas proteínas(caracterizado como agregados de polipéptidos que no podían entrar en el gel deapilamiento-resolver) (Fig. 2) se componen de muchas subunidades polipeptídicas(al menos 15). La proteína com ¬ posición es independiente de la etapa decocción ya que el electro ¬ patrón forética de las proteínas aisladas en cada una

de las etapas estudiadas son esencialmente los mismos. Proteínas pico I secomponen de un grupo distintivo de polipéptidos de alto peso molecular y otrogrupo de VLMv polipéptidos que se pueden ver en geles de SDS-PAGE sólodespués del tratamiento con agentes reductores. Proteínas pico II (carriles 3, 6, 9,y 12) (Fig. 3) se componen de polipéptidos que migran a la región de LMW(mediados de la movilidad). No hay subunidades polipeptídicas HMW se observanen las fracciones pico II. La fracción del pico III indica polipéptidos que migranhacia el extremo inferior del gel (la más baja

figura 5. Los cambios en las principales Péala proteína durante panificable comose determina por HPLC de exclusión por tamaño para la variedad de trigo Len.Desviación estándar máxima (como un porcentaje de la media) observada entrelos distintos recipientes fue 3,9%.

Especies de peso molecular) (Fig. 3). Los patrones de bandas para el pico I, II, oproteínas iii son similares, independientemente de la etapa de cocción de la que



se aisló el pico respectivo (comparar los patrones de los carriles 3 y 6 en la fig. 3).Sin embargo, existen diferencias en la intensidad de la tinción (muestras seaplicaron al gel en igualdad de proteína). Proteínas pico III después de pruebas(carriles 7 y 13) se tiñen más intensamente que las proteínas pico ifi después de laetapa de mezcla (líneas 4 y 10). Al mismo tiempo, la intensidad de las proteínas

pico I es menor después de pruebas (carriles 5 y 11) que después de la etapa demezcla después de (carriles 2 y 8). Proteínas pico I tienden a disminuir a medidaque avanzaba la fermentación, mientras que pico ifi aumento proteínas (Tabla IV).

Además, las proteínas pico II aumentaron en intensidad (fig. 3, carril 6comparación con el carril 3, y el carril 12 comparación con carril 9) como lafermentación procedió. Sin embargo, este aumento no es significativo a partir delos resultados cuantitativos SE-HPLC (Tabla 11D.Una posible explicación para los cambios observados durante el proceso defabricación del pan en este estudio podría ser que los agregados de proteína-lípido

se descomponen en agregados más pequeños durante el reordenamiento de lospolímeros como el proceso de fermentación pro ¬ excede. Ya en 1947, Olcott yMecham mostraron que la proteína ¬ lípidos complejos forman durante la mezclade la masa. Esta observación temprana ha sido confirmado por numerososinvestigadores (Grossicreutz 1960, Sim mons y Wrigley 1972, Frazier et al 1981,Lasztity et al 1979, Zawistowska y Bushuk 1986). El gluten se forma durante lamezcla. Olcott y Mecham (1947) observaron que la harina de humectaciónprovoca la unión de lípidos. Un estudio de la composición de gluten mostró que loslípidos asociados con glutenina. Por lo tanto, según muchos autores, glutenina, yaque está presente en el gluten es un complejo de lípido-proteína (Lasztity et al

1979, Frazier et al 1981). Frazier et al (1981) reponed el aislación de un pesomolecular bajo (= 9000) de proteínas con características de agregación muyfuertes. Esta proteína también complejos con triglicéridos sobre una base molar de1:1. Esta proteína, ligolin, representa 10% o más del total de gluten y esresponsable de la mayor parte de la unión de los lípidos en las masas. El pesomolecular de esta proteína se corresponde estrechamente a las proteínas pico IIIque se muestran en las figuras. 2 y 3.Las correlaciones de los datos de calidad y las proteínas del gluten. Con el fin deestablecer posibles relaciones entre los datos de calidad de la harina y lasproteínas del gluten, correlaciones simples se hicieron entre las cantidades de picoI, II, III y las proteínas se encuentran en diferentes etapas de cocción y los datosde cocción y reológicas. Tablas III y V muestran la difieren ¬ rentes coeficientes decorrelación que se encuentran en cada una de las etapas de cocción. Muchascorrelaciones fueron estadísticamente significativas. Sin embargo, lascorrelaciones entre las fracciones 11PLC y una característica funcional particular no son necesariamente significativos a través de todo el proceso de cocción. Por ejemplo, la correlación entre el volumen de la hogaza y pico I proteínas



TABLA VCoeficientes de correlación simple entre las áreas de pico (%)de SE-HPLC y varias propiedades funcionales de la harinay durante dos etapas del Processa Panificaciónunos coeficientes de correlación> 0,532 o <-0.532 son estadísticamente

significativas a P <0.05, n = 12. Los coeficientes de correlación> 0,661 o <-0.661son estadísticamente significativas a P <0.01, n = 12.b LV = volumen del pan, FWA = absorción de agua farinógrafo, FDT = tiempo dedesarrollo farinógrafo, MWA = absorción de agua mixógrafo, MPT = mixógrafohora punta, MMH = mixógrafo altura maadmum.

es significativa en las harinas (r = 0,77) (Tabla III) pero becoraes nonsig ¬significativa en el después de la etapa de mezcla (r = 0,44). A continuación, sebecoraes significativa, una vez más en la segunda etapa antes de punzón (r =

0,56) y cambios de nuevo a través el resto de las etapas breadbaking (Tabla V). Elhecho de que la correlación entre los parámetros de calidad y el contenido deproteínas (área pealo) cambia durante la panificación es una indicación de lanaturaleza dinámica del sistema de masa, incluso en reposo (no mecánica)períodos en los que las interacciones aún se llevan a cabo. Estos resultadosconstituyen una prueba más de la compleja naturaleza de la relación que existe enel proceso de panificación.

CONCLUSIONES

Se encontró una relación directa entre la glutenina polimérica y volumen de labarra de tres cultivares de trigo con idéntico HMW ¬ composición GS y uno unecon semejante composición HM'W-GS, que difieren en el locus Glu-Dl. Seestudiaron los cambios que sufren las proteínas del gluten durante el proceso depanificación. Excepto para el último paso del proceso de fabricación del pan(pruebas), ah l de los otros pasos (mezclar, punzonado, y la fermentación) produjouna reducción en la extracción de proteína. Esto puede estar relacionado con lasdiferencias en la cantidad de entrecruzamiento que se produce durante lafermentación de cada variedad de trigo en particular. También se estudiaron loscambios en la distribución de las proteínas solubles por SDS-SE-HPLC. Proteínas

pico I (proteínas poliméricas) de proteínas SDS-extraíbles tienden a disminuir durante breadmalcing, mientras que las proteínas ifi pico (de bajo peso molecular)tienden a aumentar. Pico II (proteínas monoméricas) no cambia durante lapanificación. El procedimiento de SDS-PAGE multistacking desarrollado por Khany Huckle (1992) está siendo utilizado actualmente para promover proteínasglutenina separadas por tamaño y para estudiar los cambios en la composición dela proteína durante la panificación.



AGRADECIMIENTOSQueremos agradecer a Linda Huckle y Gloria Nygard por su técnica: al ayuda.También nos gustaría dar las gracias al Consejo Nacional de Investigación enCiencia y Tecnología (CONICIT VENEZUELA) para una beca de investigación de

posgrado de R. Borneo, y Dakota del Norte y Minnesota Conunission Trigo TrigoConsejo de Investigación y Promoción para el apoyo financiero de estainvestigación. También agradecemos la ayuda de R. Frohberg, cultivos y malezasDepartamento de Ciencia, NDSU para el suministro de las muestras de trigo senecesitan en este estudio.

cambios en las proteínas durante las diversas etapas de panificación de cuatro trigos de...

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