Pedroche Jiménez, Justo JavierFernández Pachón, María Soledad2025-02-052025-02-052024-11-10Rodríguez Martín, N.M. (2024). Development of Functional Foods Based on Chickpea Protein Hydrolysate for Application to Sport Nutrition. (Tesis Doctoral Inédita). Universidad de Sevilla, Sevilla.https://hdl.handle.net/11441/168230Chickpeas are a versatile and nutritious food, essential in the Mediterranean diet since ancient civilizations. The chickpea seed is rich in vitamins (B1, B2, B3, B6, A, E, K, and C), minerals (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, P, Se, Zn), and is a source of carbohydrates (49.2%), proteins (19.3%), and dietary fiber (14.9%), with a low-fat content (6.3%). Additionally, as one of the world's most important legume crops, it generates numerous by-products. In this context, enzymatic protein hydrolysis presents a solution for the reutilization of broken, dehulled, or undersized seeds that are not for sale, improving not only their technological properties but also their nutritional value. A review of existing literature has demonstrated that the development of chickpea protein hydrolysates hold potential as antioxidant and immunomodulatory functional ingredient. In this sense, the creation of supplements that retain these effects during high-level athletic activities might have acceptation in sport nutrition market, as elite athletes are subjected to a pro-inflammatory state due to overtraining, which causes oxidative stress and muscle damage. Therefore, this study aimed to create a chickpea protein hydrolysate with anti-inflammatory and antioxidant effects to demonstrate its impact on athletes during training periods. The preparation and evaluation of chickpea protein hydrolysates in the laboratory using food-grade enzymes (Alcalase and Bioprotease) allowed for identifying the best conditions for scaling up. The analysis of various parameters (yields, protein content, degree of hydrolysis, and antioxidant activities) enabled the selection of the best hydrolysate through principal component analysis. The selected hydrolysate (H30BIO) exhibited remarkable characteristics in terms of protein content (67.71%), production yields, solubility (> 80%), high digestibility (89.50%), and antioxidant activity. All these characteristics were maintained when the hydrolysate was scaled up to the pilot plant level. Given the high antioxidant capacity of H30BIO, its capacity was studied in human monocyte cell cultures. Reactive oxygen species and nitric oxide levels, intracellular enzyme activity, and gene and cytokine expression and release were evaluated. Notably, exposure to the hydrolysate increased the release of ROS and NO in a concentration-dependent manner while maintaining an inhibitory effect on mitochondrial superoxide dismutase and decreasing the expression of pro-inflammatory genes, except for TNF-α. The main findings highlighted an increase in ROS and NO metabolism coupled with significant anti-inflammatory effects through the NLRP3 inflammasome and NF-κB components in THP-1 cells. Finally, the effect of the hydrolysate was studied in amateur football players during the training period through a randomized, blind, and crossover trial over 12 weeks. A placebo (maltodextrin-based drink) and a protein drink (based on hydrolysate) were administered. Blood samples were collected to evaluate various biomarkers related to muscle damage (LDH, CK), inflammatory markers (CRP, IL-8, IL-6), and plasma antioxidant status (ORAC, FRAP, TEAC, GPx, GR), among others. The statistical analysis of the biomarkers was performed using several multivariate approaches: principal component analysis and decision tree analysis to observe trends due to supplement consumption. The importance of the IL-6 marker in both men and women, as well as its correlation with supplement/placebo intake, showed interesting trends. Considering the pleiotropic effect of IL-6 in modulating inflammation and controlling energy localization, the data suggest that the drink developed in this work maintains an anti-inflammatory and ergogenic effect during athletic practice.El garbanzo es un alimento versátil y nutritivo, esencial en la dieta mediterránea desde civilizaciones antiguas. La semilla de garbanzo es rica en vitaminas (B1, B2, B3, B6, A, E, K y C), minerales (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, P, Se, Zn), es fuente de carbohidratos (49.2 %), proteínas (19.3 %) y fibra dietética (14.9 %), con un contenido bajo en grasas (6.3 %). Además, al ser uno de los cultivos más importantes de leguminosas en el mundo genera numerosos subproductos. En este contexto, la hidrólisis proteica enzimática se presenta como una solución al reaprovechamiento de semillas rotas y descascarilladas o bajo calibre que ya no son óptimas para su comercialización mejorando no solo las propiedades tecnológicas sino también nutricionales. El análisis de la literatura existente ha demostrado que los hidrolizados proteicos de semillas vegetales, entre ellos, los hidrolizados proteicos de garbanzo, tienen potencial para la creación de ingredientes funcionales antioxidantes e inmunomoduladores. En este sentido, destaca también la importancia de la obtención de suplementos con dichos efectos que puedan utilizarse durante la práctica deportiva de alto nivel. Dado a que los deportistas de élite están sujetos a un estado proinflamatorio por el sobreentrenamiento que les genera además estrés oxidativo y daño muscular, este suplemento tendría alta aceptación en el mercado de la nutrición deportiva. Por todo ello, este estudio tuvo como objetivo la creación de un hidrolizado de proteína de garbanzo que mantuviera efectos antiinflamatorios y antioxidantes para poder demostrar su efecto en deportistas durante la actividad física de alta intensidad. La elaboración y evaluación de hidrolizados de proteína de garbanzo en laboratorio utilizando enzimas de grado alimentario (Alcalasa y Bioproteasa) permitió identificar las mejores condiciones para su replicación a mayor escala. El análisis de diferentes parámetros (rendimientos, contenido de proteínas, grado de hidrólisis y actividades antioxidantes) permitió elegir el mejor hidrolizado mediante un análisis de componentes principales. El hidrolizado seleccionado (H30BIO) demostró características destacables en cuanto al contenido de proteínas (67.71%), rendimientos de producción, solubilidad (> 80%), alta digestibilidad (89.50%) y actividad antioxidante. Todas estas características se mantuvieron cuando el hidrolizado se escaló a planta piloto. Dada la alta capacidad antioxidante del H30BIO, se decidió estudiar dicha capacidad en cultivos celulares en monocitos humanos. Se evaluaron los niveles de especies reactivas de oxígeno y óxido nítrico, la actividad de enzimas intracelulares, y la expresión y liberación de genes y citoquinas. Notablemente, la exposición al hidrolizado incrementó la liberación de ROS y NO de forma concentración-dependiente a la vez que mantuvo un efecto inhibitorio sobre la superóxido dismutasa mitocondrial, y disminución de la expresión de genes proinflamatorios, a excepción de TNF-?. Los principales hallazgos destacan un aumento en el metabolismo de ROS y NO unido a significativos efectos antiinflamatorios a través de los componentes del inflamasoma NLRP3 y NF-?B en las células THP-1. Finalmente, se estudió el efecto del hidrolizado en futbolistas amateur durante el período de entrenamiento con un ensayo en voluntarios aleatorizado, ciego y cruzado durante 12 semanas. Se administraron placebo (bebida a base de maltodextrina) y bebida proteica (basada en hidrolizado). Se recolectaron muestras de sangre para evaluar varios biomarcadores. El análisis estadístico de los biomarcadores se realizó utilizando varios enfoques multivariantes, para observar tendencias debidas al consumo del suplemento. La importancia del marcador IL-6 tanto en hombres como en mujeres, así como su correlación con la ingesta de suplemento/placebo, mostraron tendencias interesantes. Los datos sugieren que la bebida desarrollada en este trabajo mantiene un efecto antiinflamatorio y ergogénico.application/pdf306 p.engAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess