Funcionalidad y Propiedades de las Proteínas: Impacto en Alimentos y Procesamiento

Propiedades y Funcionalidad de las Proteínas en Alimentos

Clasificación de Aminoácidos por Polaridad

• Polares neutros: Grupos funcionales polares presentes, neutros y capaces de construir puentes de hidrógeno (H-C/moléculas).
• Polares básicos: Cadena lateral con carga positiva.
• Polares ácidos: Cadena lateral con carga negativa.

Propiedades Físico-Químicas de las Proteínas

Propiedades Hidrodinámicas

Dependen de las interacciones de las proteínas con el H₂O (por ejemplo, la absorción y retención de H₂O).

Propiedades de Superficie

Relacionadas con las características de la superficie de la proteína, por ejemplo, la formación de espuma y emulsiones.

Cambios en las Proteínas durante la Elaboración de Alimentos

Estos cambios pueden manifestarse como:

• Cambio en la textura.
• Pérdida de la función.
• Pérdida de calidad nutricional.
• Desarrollo de sabor.
• Formación de compuestos tóxicos.

Factores que influyen en estos cambios:

• Calor (en presencia o ausencia de hidratos de carbono).
• pH extremos.
• Exposición a condiciones de oxidación.

Desnaturalización Proteica

La desnaturalización es un cambio en la conformación de la molécula, resultando en la pérdida de su actividad biológica y funcionalidad. Es importante destacar que:

• No implica cambios en su estructura primaria.
• Puede provocar un aumento de la viscosidad, entre otros efectos.

Tratamientos que pueden provocar la desnaturalización:

• Calor.
• Cambios de superficie.
• Cambios de pH.
• Concentración de sal.
• Deshidratación.
• Aditivos.

Alteración de Propiedades Tecnológicas por Desnaturalización

La desnaturalización puede alterar diversas propiedades tecnológicas, como:

• Solubilidad.
• Reactividad de grupos secundarios.
• Digestibilidad.

También se observan efectos de la desnaturalización y pasteurización en varias proteínas tóxicas (toxinas naturales e inhibidores microbianos).

Propiedades de Hidratación de las Proteínas

La textura y las propiedades reológicas de los alimentos dependen de la interacción del H₂O con otros componentes del alimento, especialmente proteínas y polisacáridos.

Estas propiedades están directamente relacionadas con factores intrínsecos de la molécula:

• La composición de aminoácidos (hidrofóbicos/hidrofílicos).
• La conformación (estructura secundaria y terciaria).

Y con factores externos:

• Cambios en la temperatura.
• Concentración de proteínas.
• Fuerza iónica.
• pH.
• Presencia de solventes y otros agentes desnaturalizantes.

Solubilidad de las Proteínas

La solubilidad de una proteína se define como el porcentaje de proteína que permanece en solución o dispersión coloidal bajo condiciones específicas, sin sedimentar con fuerzas centrífugas moderadas.

La solubilidad depende de tres factores principales:

1. Grado de hidratación.
2. Densidad y distribución de las cargas a lo largo de la cadena.
3. Presencia de componentes no proteicos como fosfatos, carbohidratos y lípidos.

Factores que Afectan la Solubilidad Proteica

Una buena solubilidad es crucial para disolver completamente las moléculas (homogéneamente) y para el grado de extracción y purificación de proteínas.

Factores externos que influyen en la solubilidad:

• pH.
• Fuerza iónica.
• Temperatura.
• Tipo de disolvente.

Las sales de iones neutros aumentan la solubilidad hasta un cierto límite. La solubilidad generalmente aumenta de 0 a 40 ºC, pero por encima de 40 ºC las moléculas de las proteínas tienden a desnaturalizarse, afectando su solubilidad.

Clasificación de Proteínas según su Solubilidad

• Albúminas: Solubles en H₂O a pH 6.6.
• Globulinas: Solubles en soluciones salinas diluidas a pH 7.
• Prolaminas: Solubles en etanol al 70%.
• Gluteninas: Solubles únicamente en soluciones muy ácidas o muy alcalinas.

Efecto de la Adición de Sales en Proteínas

La adición de sales afecta a la hidratación y a la capacidad de retención de H₂O de las proteínas.

Los polifosfatos, utilizados en el procesamiento de carnes, aves y pescados, son un ejemplo clave. Su aplicación ayuda a controlar la pérdida de líquidos y a mejorar la jugosidad. El uso de polifosfatos aumenta el pH, incrementa la fuerza iónica y se complejiza con iones metálicos (Ca²⁺ y Mg²⁺), lo que contribuye a sus efectos tecnológicos.