El lupino, chocho o tarwi, es una leguminosa cuyo grano presenta alto contenido de proteína (entre 24 y 49 %), mayor que el de la soja, lo que hace de este una planta de interés para la nutrición y la seguridad alimentaria, además de una muy probable fuente de péptidos bioactivos. Sin embargo, de acuerdo a la búsqueda bibliográfica, a la fecha no han sido realizados estudios al respecto. El tarwi proviene de los Andes centrales, principalmente del Perú, Bolivia y Ecuador. Asimismo, es sabido que la hidrólisis de las proteínas da lugar a péptidos con actividades antihipertensivas (AnH), antioxidantes (AOx) y antidiabéticas (Andib), entre otras. La hipertensión y la hiperglucemia coadyudadas con el estrés oxidativo son enfermedades crónicas de elevada incidencia y prevalencia al día de hoy y que provocan muchos decesos a nivel mundial. El presente proyecto, liderado por la UNALM y como entidad asociada a la Universidad Nacional del Altiplano, busca desarrollar una metodología para obtener péptidos de la proteína del tarwi con actividades AnH, AOx y Andib como producto de alto valor agregado. Para alcanzar este resultado se han planteado las siguientes etapas: i) obtención de un concentrado proteico de tarwi; ii) evaluación de la hidrólisis enzimática de la proteína del tarwi, con enzimas grado alimentario (Alcalasa, Flavourzyme, Neutrasa y combinaciones de ellas, reactores de una y dos etapas) bajo las condiciones de solución de proteína al 5 % (pH entre 7.0 y 8.3 en función a la enzima), temperatura de 50 °C, agitación constante por el tiempo que duré la máxima hidrólisis y medición del grado de hidrólisis (%), AnH, IC50, AOx, Andib cada 15 minutos; iii) evaluación in vitro de la estabilidad de los péptidos frente la digestión gástrica (pepsina-pancreatina); iv) purificación y caracterización de los péptidos mediante ultrafiltración, cromatografía de filtración sobre gel y electroforesis; y v) identificación de los péptidos por espectrometría de masas, sintetización y confirmación de sus propiedades de bioactividad (AnH, AOx, Andib).  https://t.ly/1vKs

En las últimas dos décadas, los péptidos bioactivos derivados de alimentos han llamado mucho la atención debido a su potencial para ser usados como alternativa natural o complemento de los medicamentos sintéticos (Nongonierma y FitzGerald, 2017). A los péptidos se les reconoce potenciales actividades benéficas para el cuerpo incluyendo a las antihipertensivas, hipocolesterolémicas, antioxidants, antimicrobianas, antidiabéticas, inmunomoduladoras, entre otras (Saadi et al., 2015; Vilcacundo et al., 2017). A su vez, Betancur-Ancona et al. (2014) mencionan que la hidrólisis enzimática de las proteínas es una opción promisoria para modificar las propiedades biológicas y funcionales de las mismas; mientras que Mora et al. (2018) indican que la vía más usual consiste en obtener péptidos bioactivos bajo condiciones de hidrólisis controlada de proteínas alimentarias (aislados o concentrados proteicos) por peptidasas (enzimas) comerciales, que actuan solas o en combinación. Añaden, además, que estos péptidos deben ser extraídos, parcialmente purificados caracterizados o identificados y determinar su bioactividad in vitro o in vivo. A la fecha, las fuentes proteicas más estudiadas para la obtención de péptidos con bioactividad son las de origen vegetal (bajo la forma de concentrado/aislado proteico o a partir de un sub-producto de la industria alimentaria), ello por ser una fuente más barata respecto a las proteínas de origen animal. Así, en la búsqueda de potenciales fuentes vegetales de nuestra biodiversidad, nos encontramos con el tarwi (Lupinus mutabilis). El tarwi es una leguminosa que se cultiva en la región andina del Perú entre los 2000 y 3800 m s.n.m., el grano se caracteriza por tener una buena calidad nutricional y alto contenido de proteína (~ 45 %) superior al de la soya (~33 %), aunque es esta última la más ampliamente estudiada como fuente de péptidos bioactivos. El alto contenido proteico del tarwi, frente al de otros granos andinos evaluados como potenciales fuentes de péptidos bioactivos (Campos et al., 2014; Chirinos et al., 2015; 2018) como la quinua, kiwicha y cañihua (~ 12-17%), lo hacen una alternativa promisoria y bastante atractiva para la obtención de péptidos.  Sin embargo, en la bibliografía no hemos encontrado estudios sobre la obtención y caracterización de funcionalidad de peptidos con bioactividad a partir de la proteína del tarwi empleando enzimas comerciales, pues los estudios tecnológicos realizados a la fecha en nuestro medio han estado orientados a su empleo como harinas en la elaboración de productos de panificación y afines (Yépez, 2016), estudios de desamargado (Quispe, 2015) y a la obtención de concentrado/aislado proteico (Sosa, 2000).

Como se ve, la obtención de péptidos a partir de la proteína del tarwi, resulta ser una propuesta viable y oportuna, al dar como resultado un producto de alto valor agregado en el mercado externo, esto se ve respaldado al saber que, solo dentro de la categoría de los suplementos dietéticos, los péptidos y proteínas crecieron alrededor del 6.6% entre el 2012 y 2017. Así, la valorización de nuestra biodiversidad andina orientada al empleo del tarwi (se trabajará con tarwi de la región Puno, tercera región peruana de mayor producción de este producto), puede pasar de la comercialización y uso no procesado o procesado bajo una tecnología primaria y de limitado consumo, a la obtención de un producto de alto valor agregado, con potencialidad de usos en el campo alimentario, farmacéutico, suplemento dietético, entre otros; y, sobre todo, con beneficiarios que incluyen a toda la cadena de valor de este cultivo (productores, consumidores, comercializadores, la industria, etc.).

La presente propuesta de investigación aplicada busca, en primera instancia, contribuir con el desarrollo de un método (optimizando los parámetros del proceso: tipo de enzima, combinación de enzimas y tiempos de reacción enzimática) que permita obtener péptidos bioactivos que tengan como fuente de proteína un recurso de nuestra biodiversidad andina: el tarwi, el mismo que requiere de mayores estudios de valorización mediante tecnologías actuales y de punta, como la enzimática. Al mismo tiempo, se busca ofrecer un protocolo que permita purificar, caracterizar, identificar (peptidómica) y evaluar las propiedades de bioactividad de péptidos generados por biotransformación enzimática a partir de la proteína del tarwi. Con ello, se dará respuesta al vacío de información (problema) que existe al no haberse explorado, a la fecha, esta posibilidad de transformación para obtener un producto de alto valor agregado: péptidos bioactivos y de haber sido caracterizados a nivel físico-químico y de funcionalidad in vitro (actividades antihipertensiva, antioxidante, antidiabética). El desarrollo de la propuesta va a contribuir al fortalecimiento de otros componentes asociados del proyecto, como los siguientes:

1. a) Fortalecimiento de las líneas de investigación del Instituto de Biotecnología de la UNALM y de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Altiplano (UNAP), en especial con la relacionada a la temática de los compuestos con bioactividad y sus propiedades funcionales en beneficio de la salud. Adicionalmente, se mejorará la enseñanza impartida en aulas por la experiencia adquirida por los investigadores (profesores de la UNALM y UNAP) que será compartida con los estudiantes de pregrado, maestría y/o doctorado.
2. b) A nivel formación, se integrarán al grupo dos jóvenes estudiantes, uno de pre-grado y uno de posgrado (de procedencia de la UNALM o UNAP), lo que permitirá su capacitación en el área propuesta, donde participarán como asesores/co-asesores los investigadores de la UNALM/UNAP que forman parte de la propuesta. El IBT-UNALM ha estado comprometido, desde su creación, con la formación permanente de investigadores, articulando la investigación formal con la investigación formativa, política también seguida por la UNAP. Así, el staff de investigadores obtendrá mayor conocimiento y entendimiento sobre el tema de los péptidos bioactivos y su potencial funcional/nutracéutico.
3. c) Con la ejecución y término de la propuesta se establecerá un convenio de colaboración entre ambas instituciones (UNALM-UNAP), donde se propiciará el intercambio de conocimientos y se establecerá una cooperación multilateral y multidisciplinaria a la que se pueden sumar otras instituciones. Ello será una excelente plataforma para la difusión de los resultados de esta y otras investigaciones.

d) A nivel de divulgación, se propone generar dos publicaciones en revistas científicas indizadas, así como la asistencia a eventos científicos internacionales (congreso/seminario) y/o nacionales. La divulgación de los resultados por estos medios permitirá el acceso de los resultados del proyecto a investigadores e industriales que deseen estudiar esta tecnología en otros sectores o incorporarla en procesos productivos a nivel nacional e internacional. La divulgación en eventos científicos consolidará el interés por el cultivo del tarwi y un mayor conocimiento ayudará a una más fácil introducción en el mercado nacional e internacional frente a las alternativas comerciales ya existentes, de forma que se ayudará a los agricultores al ofrecerles una posibilidad más de promocionar su cultivo. Así mismo, se prevé realizar un taller de divulgación de los resultados a la finalización del proyecto, donde participarán diferentes actores de la cadena valor del tarwi y la generación de un plan de uso de los resultados de la investigación, esta última será desarrollada por un gestor tecnológico.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Agropecuario

Sector: General

Lugar de ejecución del proyecto: Lima

Fecha de inicio:  03/12/2018

Fecha de cierre:  03/12/2021

Plazo de ejecución (meses): 36

Objetivo principal

La presente propuesta de investigación aplicada tiene por objetivo “desarrollar un proceso de biotransformación, empleando enzimas de grado alimentario, en reactores de una y dos etapas, para la obtención de péptidos bioactivos con potencial antioxidante, antihipertensivo y antidiabético, a partir de la proteína del grano del tarwi (Lupinus mutabilis) con el empleo de herramientas claves a la peptidómica y ensayos bioquímicos”. Con ello se busca obtener una metodología/proceso para producir péptidos a partir del tarwi, mediante la tecnología enzimática (hidrólisis enzimática) e identificando las condiciones de trabajo de dicho proceso. Al mismo tiempo, también se quiere evaluar la estabilidad de los péptidos frente a las condiciones de digestión gástrica in vitro; purificar mediante técnicas de ultrafiltración seguida de cromatografía de filtración sobre gel; identificar y caracterizar por espectrometría de masas y la plataforma Uniprot; sintetizar a los péptidos producidos, haciendo uso de la peptidómica como herramienta de análisis cualitativo y cuantitativo de los mismos; y evaluar su bioactividad-funcionalidad (actividades antioxidante, antihipertensiva y antidiabética) mediante ensayos bioquímicos in vitro. La respuesta al objetivo planteado busca ofrecer una alternativa de industrialización para esta leguminosa, de alto contenido proteico y buen valor nutricional, con el desarrollo de un producto de alto valor agregado en el mercado con gran potencial como producto funcional, un suplemento o nutraceútico. Los péptidos producidos, purificados y caracterizados, también podrían ser empleados como insumos en estudios futuros donde se evalúen sus efectos funcionales y fisiológicos, no solo a nivel celular, con animales, experimentación o en estudios clínicos, sino también con su empleo en la incorporación de alimentos u otros desarrollos de producto.

Objetivo específico 1

Evaluar el proceso de hidrólisis enzimática (en una y dos etapas) de la proteína del tarwi para la obtención de péptidos y evaluación de sus actividades antioxidantes, hipotensivas y antidiabéticas

Objetivo específico 2

Evaluar la estabilidad de los péptidos del hidrolizado proteico del tarwi frente a las condiciones de digestión gástrica in vitro

Objetivo específico 3

Purificar los péptidos bioactivos de la proteína del tarwi, empleando las técnicas de ultrafiltración, cromatografía de filtración sobre gel y electroforéticas

Objetivo específico 4

Identificar por espectrometría de masas (LC-QTof MS/MS), sintetizar a los péptidos obtenidos de la proteína del tarwi y evaluar las actividades antihipertensivas, antioxidantes y antidiabéticas

Institución responsable del proyecto

Universidad Nacional Agraria La Molina

RUC: 20147897406

Tipo de Entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: La Molina

Dependencias: Área de Biotecnología Industrial & Bioprocesos del Instituto de Biotecnología (IBT) de la UNALM

Institución asociada

Universidad Nacional del Altiplano

RUC: 20145496170

Tipo de Entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

País: Perú

Departamento: Puno

Provincia: Puno

Distrito: Puno

Institución responsable del proyecto

Universidad Nacional Agraria La Molina

RUC: 20147897406

Tipo de Entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: La Molina

Dependencias: Área de Biotecnología Industrial & Bioprocesos del Instituto de Biotecnología (IBT) de la UNALM

Institución asociada

Universidad Nacional del Altiplano

RUC: 20145496170

Tipo de Entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

País: Perú

Departamento: Puno

Provincia: Puno

Distrito: Puno

Nombres: David Carlos

Apellido Paterno: Campos

Apellido Materno: Gutiérrez

Grado Académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Dependencia: Área de Biotecnología Industrial & Bioprocesos del Instituto de Biotecnología (IBT) de la UNALM

Coinvestigador

Nombres: Ana Consuelo

Apellido Paterno: Aguilar

Apellido Materno: Gálvez

Grado Académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Dependencia: Área de Biotecnología Industrial & Bioprocesos del Instituto de Biotecnología (IBT) de la UNALM

Coinvestigador

Nombres: Marienela

Apellido Paterno: Calsin

Apellido Materno: Cutimbo

Grado Académico: Magister

Entidad: Universidad Nacional del Altiplano

Dependencia: Facultad de Ciencias Agrarias

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 1

Apellido paterno: Tesista no identificado 1

Apellido materno: Tesista no identificado 1

Tipo de tesis: Título Profesional

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 2

Apellido paterno: Tesista no identificado 2

Apellido materno: Tesista no identificado 2

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Gestor tecnológico

Nombres: Gestor tecnológico no identificado 2

Apellido paterno: Gestor tecnológico no identificado 2

Apellido materno: Gestor tecnológico no identificado 2

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Coordinador administrativo

Nombres: Isabel

Apellido paterno: Saldaña

Apellido materno: Zavala

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Técnico

Nombres: Técnico no identificado 2

Apellidos: Técnico no identificado 2

Entidad: Universidad Nacional Agraria La Molina

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.