Structural prope rties, functional evaluation, and in vitro protein digestibility of black and yellow quinoa (Chenopodium petiolare) protein isolates

ABSTRACT

In this work, the structural and functional properties of proteins from black and yellow quinoa were assessed as well as the in vitro digestibility. Black quinoa flours contained higher amounts of crude fiber and lower amounts of total starch compared to the yellow counterpart. Structurally, electrophoretic SDS-PAGE bands corresponding to 50 kDa 11S globulin, and 55 kDa protein (under non-reducing conditions), and 31–33 kDa (under reducing conditions) were observed in both isolates. Fat absorption and water solubility indexes were comparatively lower in the black quinoa protein isolate. Both isolates showed a good nitrogen solubility index and emulsifying activity. In vitro protein digestibility was similar for both varieties (>95%). The addition of the protein isolates obtained from quinoa flours could be considered as a good alternative to increase the protein content of different foods taking advantage of key functional properties such as nitrogen solubility index and emulsifying activity.

RESUMEN

En este trabajo, las propiedades funcionales y estructurales de proteínas de quinoa negra y amarilla fueron evaluadas, así como su digestibilidad in vitro. Las harinas de quinoa negra tuvieron porcentajes de fibra cruda más altos y contenido de almidón total bajos comparado con las harinas de quinoa amarilla. Estructuralmente se observaron, en geles de SDS-PAGE, bandas de 50 kDa que corresponden a globulinas 11S, así como una proteína de 55 kDa (en condiciones no reductoras) y 31 a 33 kDa (en condiciones reductoras) para ambos aislados. Análisis de espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier, mostraron una proporción relativamente alta de estructuras desordenadas. Los índices de absorción de grasa y solubilidad en agua fueron comparativamente más bajos en aislados proteicos de quinoa negra. Ambos aislados mostraron buenos índices de solubilidad de nitrógeno y actividad emulsificante. La digestibilidad proteica in vitro fue similar para ambas variedades (>95%). La adición de aislados proteicos obtenidos de harina de quinoa, podría ser considerada como una buena alternativa para aumentar el contenido proteico de diferentes alimentos, tomando ventaja de propiedades funcionales clave como índice de solubilidad de nitrógeno y actividad emulsificante.

KEYWORDS:

• Quinoa
• isoelectric precipitation
• functional properties
• protein isolates
• in vitro protein digestibility

PALABRAS CLAVE:

• Quinoa
• precipitación isoeléctrica
• propiedades funcionales
• aislados proteicos
• digestibilidad proteica in vitro

Acknowledgments

Authors acknowledge the Research Center for Protein Development (CIDPRO) at Tecnológico de Monterrey for their support with the facilities and equipment.

Disclosure statement

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.