Catálogo de publicaciones - tesis
Título de Acceso Abierto
Geles de proteínas de leche de cabra-carragenano: aplicación en el desarrollo de alimentos funcionales y nutricionales
Carolina Anabel Ayunta Laura Beatriz Iturriaga Maria Cecilia Puppo
publishedVersion.
Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Importancia del Tema. Uno de los subproductos más importantes de la industria láctea es el suero. La fabricación de quesos y la producción de caseína generan grandes cantidades de suero de leche, lo que puede ocasionar importantes problemas ambientales. A pesar de esto, el suero es una sustancia de alto valor nutricional y funcional que contiene más de la mitad de los sólidos presentes en la leche entera original, incluyendo las proteínas de suero de leche (20% del contenido total de proteínas). Dado que es una de las mayores reservas de proteínas alimentarias que aún permanecen fuera de los canales de consumo humano, la tendencia es recuperar las proteínas del suero mediante la elaboración de aislados de proteínas de suero (APS ≥ 90% de proteína) o concentrados de proteínas de suero (CPS, 35-85% de proteínas), aplicando tecnologías de membrana como la ultrafiltración. Los APS y CPS de origen bovino son muy utilizados en la industria alimentaria debido a sus proteínas de alto valor biológico y a sus excelentes propiedades funcionales.En Santiago del Estero y en la región del NOA es elevada la producción caprina. Gran cantidad de familias de escasos recursos crían cabras como medio de subsistencia para su economía familiar, ya que la cabra se adapta a cualquier terreno, permitiendo el comienzo de actividades generadoras de ingreso en ambientes hostiles al surgimiento de otras actividades económicas. La producción lechera está entre las principales, y la leche de cabra es destinada a la producción de quesos; lo que genera una gran cantidad de suero como subproducto aprovechable. En la actualidad, se registran muy pocos estudios sobre las propiedades fisicoquímicas de los CPS de origen caprino, que podrían ser diferentes a las de los CPS bovino. Además, no existen estudios sobre la formación de geles mixtos de CPS caprino y carragenano. El carragenano es un polisacárido ampliamente utilizados en la industria alimentaria en la formulación de diversos productos lácteos. La aplicación de CPS caprino podría ser una interesante alternativa al CPS bovino en la industria alimentaria.Objetivos y Metodología. Los principales objetivos de esta Tesis Doctoral fueron: optimizar el proceso concentración de proteínas de suero de leche de cabra mediante ultrafiltración y diafiltración; estudiar la composición química y de aminoácidos del CPS caprino y compararlo con un CPS bovino de origen comercial; estudiar las propiedades fisicoquímicas y de superficie de las proteínas en solución y evaluar diferencias respecto al suero bovino; como así también, estudiar las propiedades fisicoquímicas, reológicas y de textura de los geles mixtos de CPS y carragenano.La elaboración del CPS caprino se llevó a cabo empleando suero dulce suministrado por una fábrica local de quesos de cabra. En la primera etapa del proceso de concentración, el suero fue previamente centrifugado principalmente para reducir el contenido de grasa. Luego se llevó a cabo la concentración usando un módulo de membrana tangencial de poliéster sulfonas (PES) (Vivaflow 200, Sartorius, Gotinga, Alemania) de peso molecular de corte de 10 kDa y con una superficie de filtración de 200 cm2. Considerando como limitantes del proceso, el incremento de la viscosidad del concentrado y el tiempo total, el proceso de concentración quedó definido con un factor de concentración volumétrica (FCV) igual a 7 y la diafiltración en 5 etapas. El concentrado final se congeló y se secó mediante liofilización. El proceso de ultrafiltración y diafiltración se monitoreó evaluando el flujo de permeado y el contenido de proteínas y lactosa en el concentrado en cada reducción de volumen.Para la caracterización fisicoquímica de los CPS caprino y bovino se determinó su composición proximal, contenido de minerales y composición de aminoácidos, como así también, se evaluó el potencial zeta, hidrofobicidad superficial, solubilidad, contenido de sulfhidrilos libres, a diferentes pH y con tratamiento térmico. Además se examinaron las fracciones proteicas presentes en los CPS mediante electroforesis SDS-PAGE y se evaluó la desnaturalización térmica mediante calorimetría diferencial de barrido.Se elaboraron geles mixtos con CPS caprino y carragenano comercial y se evaluaron sus propiedades reológicas, de textura, capacidad de retención de agua y microestructura, y se compararon con los geles mixtos de CPS bovino y carragenano. Se evalúo el efecto de la temperatura y el agregado de CaCl2 en los diferentes geles.Resultados y Discusión. Los resultados mostraron que el procedimiento empleado de ultrafiltración y diafiltración resultó eficiente y permitió obtener un concentrado con alto contenido de proteínas (64,60%). La etapa de descremado como pretratamiento del suero de leche de cabra y las etapas de diafiltración favorecieron la reducción del contenido de lactosa y cenizas. Los CPS caprino y bovino presentaron diferencias significativas en la composición proximal y en el contenido de algunos minerales. La composición de aminoácidos del CPS caprino fue similar a la de CPS bovino, proporcionando el mismo tipo y niveles de aminoácidos esenciales, destacándose para el CPS caprino los aminoácidos esenciales isoleucina y metionina.El CPS caprino mostró valores absolutos de potencial zeta más altos en función del pH en comparación con los obtenidos para el CPS bovino. Con respecto a la hidrofobicidad superficial disminuyó con el incremento del pH para ambos CPS. La hidrofobicidad superficial fue más baja para CPS caprino principalmente a pH ácido. La solubilidad de los CPS caprino y bovino fue alta en todos los sistemas, en particular, en muestras sin tratamiento térmico y en presencia de NaCl de baja concentración (0,1 M) probablemente debido al efecto de saltin-in producido en esta última condición. El contenido de grupos sulfhidrilos libres para ambos CPS fue mayor con tratamiento térmico, especialmente a pH ácido, debido a que en condiciones de acidez no se favorece el intercambio SH-S-S y los grupos ?SH se encuentran protonados. Los perfiles electroforéticos de los CPS sin tratamiento térmico fueron similares. Sin embargo, en sistemas tratados térmicamente a pH7 se presentó un comportamiento diferente entre ambos CPS; se formó mayor proporción de agregados insolubles en el caso del CPS caprino. La calorimetría diferencial de barrido reveló que CPS caprino posee mayor temperatura y entalpía de desnaturalización indicando que se trata de un concentrado proteico más estable al tratamiento térmico.Se elaboraron geles mixtos con CPS y carragenano a diferentes tratamientos, a los mismos se les evaluaron las propiedades reológicas y de textura, capacidad de retención de agua y microestructura. Los ensayos reológicos dinámicos, indicaron que los geles mixtos de CPS caprino-carragenano y CPS bovino-carragenano, formaron geles verdaderos con un comportamiento fuertemente elástico (G´ > G´´) en todas las formulaciones. No obstante, el módulo elástico (G´) de los sistemas preparados con CPS bovino fue mucho más alto que los correspondientes a CPS caprino. El valor del G´ de los geles mixtos fue similar entre ambas muestras para las diferentes concentraciones de proteínas, y mayor en los sistemas con tratamiento térmico en presencia de CaCl2. El análisis del perfil de textura evidenció que la dureza fue mayor para los geles mixtos elaborados con tratamiento térmico y en presencia de CaCl2. Todos los geles mostraron alta capacidad de retención de agua (WHC) lo cual estaría asociado al carragenano. Los valores de dureza y cohesividad obtenidos en los geles mixtos de carragenano y CPS caprino fueron similares a la del CPS bovino. Sin embargo, la elasticidad, adhesividad y WHC, fue ligeramente superior en los geles de CPS caprino.La microestructura de los geles mixtos indica que el CPS caprino forma agregados de proteínas aislados, el CaCl2 y el tratamiento térmico produjeron dominios de proteína agregada más grandes y compactos. Los geles elaborados con CPS bovino mostraron una agregación en forma de red continua. En general, las propiedades reológicas y de textura fueron dependientes de la presencia de CaCl2 ya que los geles más elásticos y más duros se obtuvieron en estas condiciones. Esto podría deberse al proceso de agregación inducido por el calcio durante la interacción proteína-proteína.Conclusiones. El CPS caprino exhibió propiedades fisicoquímicas similares a las del CPS bovino. Fue posible elaborar geles mixtos de CPS caprino y carragenano, con propiedades reológicas y texturales similares a los geles mixtos obtenidos con CPS bovino. Por lo tanto, el CPS caprino podría ser utilizado como un ingrediente en aquellos alimentos que requieran mejorar sus propiedades funcionales y nutricionales.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
Suero Caprino; Concentrado de Proteínas de Suero; Carragenano; Propiedades Fisicoquimicas; Geles Mixtos; Alimentos y Bebidas; Otras Ingenierías y Tecnologías; INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2018 | CONICET Digital (SNRD) |
|
Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2018-03-26
Información sobre licencias CC
