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Procesado para la conservación de alimentos

El procesado por altas presiones (HPP) se aplica a una gran variedad de alimentos para inactivar microorganismos patógenos y alterantes. Si bien la tecnología HPP no afecta a moléculas de menor tamaño responsables del color, el sabor y el valor nutricional, sí que puede cambiar la estructura tridimensional de algunas proteínas. Estos cambios en estructura pueden adaptarse para mejorar las propiedades de las proteínas, mejorando su habilidad para actuar como emulsificadores o espesantes. Esto puede reducir o eliminar la necesidad de usar aditivos, llevando a una etiqueta más limpia. Además, estos cambios pueden usarse también como estrategias para el desarrollo de nuevos productos.


Las altas presiones hidrostáticas (HPP) es una tecnología no térmica bien conocida utilizada en la industria alimentaria principalmente como un proceso de pasteurización en frío, el cual permite la inactivación de microorganismos patógenos y alterantes. No afecta significativamente las propiedades fisicoquímicas de los alimentos, como el color o el sabor, y tiene un impacto mínimo en los compuestos bioactivos.

La tecnología HPP se utiliza sobre una amplia variedad de alimentos, por lo tanto, debido al aumento de la demanda de proteínas de origen vegetal, no es sorprendente que cada vez más y más productores utilicen las HPP para hacer sus productos de origen vegetal más seguros y con una vida útil mayor. Las HPP se aplican tradicionalmente sobre los alimentos en su envase final, lo que reduce (o incluso elimina) la necesidad de añadir conservantes, contribuyendo a una etiqueta más limpia.

Aun así, la contribución de la presión en la obtención de una etiqueta limpia puede ser explorada más a fondo. Las proteínas, además de su papel nutricional, proveen de varias funciones técnicas en la calidad y la estabilidad de los productos alimentarios. Por lo tanto, pueden utilizarse como ingredientes tecnológicos para mejorar las propiedades de los alimentos, siendo comúnmente utilizadas como emulsificantes, espesantes, o agentes gelificantes. Algunos estudios han mostrado que la presión puede utilizarse para mejorar la funcionalidad de las proteínas, y consecuentemente reducir el número de aditivos necesarios, llevando a una etiqueta limpia con menos ingredientes.

Los efectos de las HPP sobre las proteínas

Las HPP pueden utilizarse para cambiar las propiedades tecno-funcionales de las proteínas. Esto sucede debido a los efectos de la presión en la estructura de las proteínas, que pueden afectar en distintos niveles de su organización macromolecular (Figura 1). En resumen, la presión “abre” la estructura tridimensional de la proteína y expone sitios enterrados dentro de su estructura. El nivel de exposición de estos sitios dicta el comportamiento de las proteínas, induciendo su agregación (promoviendo las interacciones proteína-proteína) o exponiendo sitios hidrofóbicos lo que mejora sus propiedades emulsionantes.

 

Efectos de la alta presión en la estructura de las proteínas
Figura 1 – Efectos de la alta presión en la estructura de las proteínas. Adaptado de openstax’s biology.

 

Es importante señalar que las HPP no afectan a la estructura primaria de las proteínas, y por lo tanto su valor nutricional permanece intacto.

La funcionalidad de las proteínas mejora mediante HPP

Las proteínas se utilizan como estabilizadores para las emulsiones alimentarias debido a su naturaleza anfipática y su actividad surfactante. Como se ha mencionado anteriormente, las HPP pueden cambiar la estructura de las proteínas a distintos niveles, así como la hidrofobicidad y/o hidrofilicidad de su superficie. Consecuentemente, esto afecta su tendencia a absorber en las interfaces agua/aceite y su disponibilidad para interactuar con otros constituyentes de la matriz alimentaria. Por lo tanto, las HPP se presentan como una buena aproximación para manipular las propiedades surfactantes de las proteínas y su habilidad para facilitar la formación de emulsiones y estabilizarlas. Un ejemplo de este efecto puede observarse en la Figura 2, donde se muestra una mejora en la capacidad de las proteínas de soja a estabilizar emulsiones después de tratar con HPP.

Efectos del procesado por altas presiones en el índice de estabilidad de la emulsión en una dispersión de aislados de proteína de soja al 1% (p/v).
Figura 2 – Efectos del procesado por altas presiones en el índice de estabilidad de la emulsión en una dispersión de aislados de proteína de soja al 1% (p/v). Adaptado de Queirós, 2020.

 

Los tecnólogos de alimentos pueden aprovechar esta capacidad mejorada de las proteínas para crear y/o estabilizar emulsiones, para desarrollar productos alimentarios HPP con menos aditivos (por ejemplo, emulsionantes), y por tanto con una etiqueta más limpia.

La gelificación de las proteínas, presentes de forma natural en ciertos productos alimentarios o añadidas como aditivos, desempeña un papel fundamental en la textura de muchos productos alimentarios. Como se ha mencionado, los cambios estructurales que puede provocar la HPP pueden conducir a la gelificación de las proteínas, lo que a su vez puede aumentar la viscosidad y/o el espesor de los productos, reduciendo el número de espesantes necesarios para conseguir determinadas texturas. En determinadas condiciones, puede incluso conducir a la formación de geles. Un ejemplo puede verse en la Figura 3, que muestra un gel compuesto íntegramente por proteínas de soja y agua, creado con HPP.

 Gel hecho con proteínas de soja tratado con HPP
Figura 3 – Gel hecho con proteínas de soja tratado con HPP (resultados internos)

 

Aplicación de las HPP en la modificación de proteínas

Como se ha mencionado anteriormente, la HPP puede mejorar las propiedades tecno-funcionales de las proteínas presentes de forma natural en ciertos alimentos, evitando la necesidad de aditivos. Incluso en el caso de que sea necesaria la adición de emulsionantes o espesantes, el número y/o la cantidad de aditivos necesarios puede reducirse sustancialmente. En consecuencia, se pueden desarrollar productos alimentarios con etiquetas más limpias

Este incremento en la funcionalidad de las proteínas puede utilizarse para el desarrollo de nuevos productos o incluso nuevas categorías. Un ejemplo es el enfoque adoptado por Sim y colaboradores, quienes utilizaron las HPP para estructurar yogures vegetales. En resumen, estos investigadores utilizaron la presión para gelificar proteínas de diferentes fuentes (p. ej. proteínas de soja verde), para desarrollar productos de alto contenido proteico similares al yogur de origen vegetal con textura y sabor deseables – Figura 4.

Yogurt de soja verde estructurado con HPP
Figura 4 – Yogurt de soja verde estructurado con HPP. Imagen de Sim et al., 2020.

Si quieres saber más sobre cómo el procesado por altas presiones puede ayudarte a alcanzar etiquetas limpias o desarrollar nuevos productos, no dudes en contactarnos.

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