Incorporación de proteínas de microalgas a sistemas poliméricos binarios de caseinato de sodio y maltodextrina: efecto en la cinética de gelación ácida y características de los geles formados

SANCHEZ, MARÍA FLORENCIA; LANARI, GABRIEL; INGRASSIA, ROMINA; RISSO, PATRICIA

N/A (virtual)

Jornada; Primer Encuentro Virtual de Divulgación y Comunicación de Ciencias Veterinarias - FVET-UNR; 2020

Secretaría CyT de Facultad de Cs. Veterinarias

Arthrospira platensis o espirulina (ESP) es un alga verde azulada comestible perteneciente al género de las cianobacterias que presenta un contenido proteico de 60-70% en base seca. Las proteínas y pigmentos presentes mayoritariamente forman un complejo multimérico que posee diversas propiedades bioactivas (actividades antioxidante y antiinflamatoria, efectos hipolipidémicos, eficiente protección contra diabetes, obesidad y anemias). A partir de la ESP se pueden obtener los derivados proteicos de ESP (DPE) mediante técnicas de separación utilizando medios extractivos acuosos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la presencia de los DPE sobre la gelación ácida de sistemas mixtos proteína/polisacárido constituídos por caseinato de sodio (NaCAS) y maltodextrina (MD) y sobre las características de los geles ácidos generados. Estos sistemas mixtos son utilizados generalmente como modelos de alimentos blandos o semisólidos.La extracción de los DPE se realizó con una solución acuosa de CaCl2 1,5% en Buffer Tris-HCl 10 mM pH 7, agitación durante 7,5 h y posterior centrifugación a 1.000×g durante 20 min a 25 °C. Para la obtención de los geles, se prepararon mezclas de NaCAS en un rango de 3 a 5% y MD de 0,05 a 0,2%, en ausencia y en presencia de los DPE 0,5%. Para iniciar la gelación ácida se utilizó glucono-delta-lactona (GDL) en una relación %GDL/%NaCAS de 0,5 a 37 °C. La GDL se hidroliza en agua formando ácido glucónico, un ácido débil que liberará protones al medio a una velocidad que depende de la cantidad de GDL adicionada, la relación de concentraciones GDL/proteína y la temperatura. Estos protones neutralizan las cargas negativas del NaCAS y, al alcanzarse el punto isoeléctrico, se produce la gelación ácida del NaCAS. Se determinaron el tiempo y el pH de formación de los geles ácidos y se evaluaron la capacidad de retención de agua (CRA), la textura y el color de los geles obtenidos. La CRA se determinó gravimétricamente luego de la centrifugación de los geles a 3.000 rpm, teniendo en consideración el peso del suero expelido. Para el análisis de textura, los geles se prepararon en contenedores cilíndricos (3 cm de diámetro de sección y 3 cm de altura) y se penetraron con una sonda de geometría cilíndrica de 2 cm de diámetro, a una velocidad constante de 1 mm/s, utilizando un texturómetro Perten TVT6700 acoplado a un dinamómetro digital (celda de carga de 10 N). El ensayo del perfil de textura simula el efecto sobre la muestra de la compresión ejercida por los molares durante el primer mordisco. A partir de cada perfil de fuerza vs. profundidad se obtuvieron los parámetros fuerza de quiebre (FQ), como la máxima fuerza alcanzada antes de la ruptura del gel, y firmeza (FZ) como la pendiente del perfil mencionado hasta la ruptura del gel. Por último, se tomaron imágenes de los geles bajo condiciones de iluminación apropiadas usando una cámara de alta resolución y dichas imágenes fueron procesadas con el programa Image J, con la finalidad de obtener los parámetros L*, a* y b*.El pH de formación de los geles no mostró diferencias significativas entre las muestras (p>0,05), lo que estaría indicando que no hubo cambios en la estabilidad electrostática de las partículas de NaCAS. Por otra parte, la presencia de los DPE en la mezcla NaCAS/MD aumentó el tiempo de formación de los geles, por lo que habría una disminución de la interacción entre las partículas de NaCAS para formar la red de gel. La CRA aumentó ante la presencia de los DPE. Este aumento fue más evidente para las mezclas con las concentraciones más altas de NaCAS y MD: (65±9)% y (97±2)% en ausencia y en presencia de DPE, respectivamente. Si bien era de esperarse que los geles ácidos formados en presencia de los DPE presenten una estructura menos compacta (por disminución de las interacciones entre las partículas de la red), y por ende exhiban una menor CRA, las partículas de los DPE tendrían una elevada capacidad adsortiva del agua lo que promovería un efecto predominante en la retención del suero. El análisis de los perfiles de fuerza vs. profundidad obtenidos por penetrometría demostró que, aunque en promedio los geles ácidos formados por NaCAS/MD/DPE mostraron FQ menores que los correspondientes al sistema NaCAS/MD, estos cambios no fueron estadísticamente significativos (p>0,05). Por otra parte, la FZ presentó una disminución significativa frente a la presencia de los DPE, lo cual indicaría una red de gel menos compacta, en concordancia con una disminución de interacciones proteína-proteína de NaCAS durante el proceso de acidificación. La Figura 1 muestra imágenes digitales tomadas a dos muestras de geles ácidos formados por 3% NaCAS/0,1% MD en ausencia (izquierda) y en presencia (derecha) de los DPE 0,5%. Como puede observarse a simple vista, la presencia de los DPE le confiere al gel ácido una coloración más verdosa, propia de la presencia de los cromóforos presentes en la ESP y responsables de la coloración verde-azulada de la microalga. Como era de esperarse, el análisis cuantitativo de las imágenes demostró que, en presencia de los DPE, todos los parámetros de color presentaron cambios significativos (p>0,05), evidenciándose una menor tendencia al blanco (menor L*), una mayor tendencia al verde (menor a*) y una mayor tendencia al color amarillo (mayor b*). En conclusión, estos resultados demuestran que la presencia de DPE promueve la formación de geles ácidos de NaCAS y MD más débiles. Es probable que exista algún tipo de incompatibilidad termodinámica en el sistema polimérico ternario formado por NaCAS, MD y DPE que conduciría a la formación de una red de gel menos interconectada debido a una disminución de las interacciones entre las partículas de NaCAS. Estos hallazgos dan lugar a profundizar si existirá una separación de fases a concentraciones mayores de los biopolímeros.