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Cribado, caracterización e integración de proteínas vegetales en alimentos

La demanda de productos sin carne obliga a los fabricantes y formuladores de alimentos a desarrollar nuevas fórmulas y productos sin derivados animales. Dado que las proteínas cárnicas de eficacia probada desempeñan diversas funciones, como la emulsificación y la estabilización, sustituirlas por alternativas de origen vegetal no siempre es una tarea sencilla. El Turbiscan DNS permite a los formuladores caracterizar la emulsificación, estabilización y solubilización de las proteínas, acelerando el desarrollo de formulaciones basadas en proteínas vegetales de forma rápida y precisa.

Está demostrado que comer menos carne es mejor para el medio ambiente.1,2 En comparación con los cultivos para el consumo, la cría de ganado para la alimentación es extremadamente intensiva en recursos e ineficiente desde el punto de vista energético. Por consiguiente, la huella de carbono por caloría de la carne es, en general, mucho mayor que la de los alimentos vegetales como frutas, verduras y frutos secos. También hay muchas pruebas que sugieren que reducir la cantidad de carne en la dieta en favor de productos vegetales puede reducir significativamente el riesgo de enfermedades cardiometabólicas como las enfermedades cardiovasculares y la diabetes de tipo 2.3

Como consecuencia, cada vez más consumidores optan por reducir la cantidad de carne que comen - o eliminarla por completo de sus dietas.4 En una encuesta de 2019 a 3.627 adultos estadounidenses, el 41% dijo que estaban comiendo menos carne por razones ambientales, mientras que en el Reino Unido, el consumo total de carne ha disminuido alrededor del 17% entre 2008 y 2018.5

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Las proteínas vegetales están en auge

Los fabricantes industriales de alimentos están bajo presión para satisfacer la demanda de una producción de alimentos más responsable y con menos emisiones de carbono, así como para adaptarse a las preferencias alimenticias de veganos y vegetarianos. Esto ya es una realidad, porque se ha conseguido disminuir el uso de aditivos de origen animal optando en su lugar por materias primas de origen vegetal.

Ocurre especialmente en el caso de las proteínas, y no solo nos referimos a los sucedáneos de la carne de origen vegetal. Las proteínas son una clase de aditivos increíblemente amplia y versátil en la industria alimentaria, que cumplen diversas funciones como emulsionantes, estabilizantes, espumantes y texturizantes. Además, las proteínas son un componente esencial en nuestra alimentación y desempeñan un papel importante en la sensación de saciedad.6

En comparación con las proteínas animales, las vegetales ofrecen muchas ventajas: requieren menos recursos, presentan una menor huella de carbono y son aptas para veganos y vegetarianos.

Sin embargo, replicar las características de las proteínas de origen animal utilizando proteínas vegetales puede suponer todo un reto para los fabricantes de alimentos. Las proteínas vegetales suelen tener una solubilidad baja o deficiente y un nivel de rendimiento que se considera inferior al de los emulsionantes convencionales, tanto en términos de eficacia como de estabilidad del producto final.
 

Los retos de trabajar con proteínas vegetales

La composición y el comportamiento de las proteínas vegetales varían enormemente según la planta de la que procedan. Algunas de las opciones más populares son la soja, los guisantes, los garbanzos y otras legumbres. Además, las cualidades de los aditivos vegetales cambian según el lugar de su cosecha, el método de purificación y la funcionalización química final.

Todo esto significa que, para los fabricantes de alimentos, cambiar un aditivo de proteína animal por uno vegetal es una tarea compleja. Tras seleccionar la proteína adecuada, los fabricantes deben determinar cuál es la fórmula óptima con esta proteína (y tener en cuenta el impacto en el coste de la fórmula) y, después, adaptar los procesos para que funcionen con el nuevo ingrediente. Este último paso supone un reto especial, sobre todo en lo que respecta a la solubilización, que suele ser mucho más difícil y requiere más tiempo cuando se trabaja con proteínas vegetales.

Caracterización rápida y sencilla del rendimiento de aditivos de proteínas vegetales

Sin embargo, no existen métodos estandarizados para ensayar y caracterizar el rendimiento de las proteínas en procesos como la solubilización, la emulsificación y la estabilización.7 No obstante, aunque no existan ensayos "estándar", todos ellos pueden evaluarse, y los fabricantes de alimentos suelen idear los ensayos que les permiten evaluar y comparar internamente las formulaciones.

Lamentablemente, estas pruebas requieren mucho tiempo de experimentación y el uso de múltiples equipos caros. Además, muchas de estas pruebas (como la evaluación de la turbidez) se basan en observaciones visuales imprecisas y lentas, en lugar de en mediciones digitales rápidas y repetibles de forma fiable.

El Turbiscan DNS es la primera plataforma todo en uno para estudios de dispersabilidad y estabilidad, que permite evaluar la eficacia de las proteínas con un solo experimento ejecutado en un único instrumento. Gracias a la dispersión de luz múltiple estática (SMLS), el Turbiscan DNS permite una rápida cuantificación en línea de las propiedades de solubilización, emulsificación y estabilización.

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El análisis de la dispersión de la luz a través de una muestra permite al Turbiscan DNS detectar pequeños cambios en el tamaño y la concentración de las partículas con alta sensibilidad, lo que permite monitorizar de forma rápida y cuantitativa el estado de la dispersión y la desestabilización. Diseñado para ofrecer la máxima facilidad de uso, el Turbiscan DNS permite la medición en línea del tamaño de las partículas sin necesidad de muestreo ni intervención humana, lo que elimina los laboriosos muestreos y pruebas manuales.

La adquisición de datos a alta frecuencia significa que el analizador todo en uno proporciona una visión de alta resolución de la cinética dentro de su muestra, con datos cualitativos robustos para comparaciones significativas entre formulaciones.

Para obtener más información sobre cómo el Turbiscan DNS puede ayudar a los formuladores a ahorrar tiempo y tomar mejores decisiones, póngase en contacto con nosotros para solicitar una demostración o un presupuesto.

Referencias

  1. Do you want to reduce the carbon footprint of your food? Focus on what you eat, not whether your food is local. Our World in Data.
  2. Poore, J. & Nemecek, T. Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers. Science 360, 987–992 (2018).
  3. Petersen, K. S. et al. Healthy Dietary Patterns for Preventing Cardiometabolic Disease: The Role of Plant-Based Foods and Animal Products. Curr Dev Nutr 1, cdn.117.001289 (2017).
  4. What share of people say they are vegetarian, vegan, or flexitarian? Our World in Data.
  5. Mitchell, T. US Public Views on Climate and Energy. Pew Research Center Science & Society
  6. Potier, M., Darcel, N. & Tomé, D. Protein, amino acids and the control of food intake. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care 12, 54–58 (2009).
  7. McClements, D. J., Lu, J. & Grossmann, L. Proposed Methods for Testing and Comparing the Emulsifying Properties of Proteins from Animal, Plant, and Alternative Sources. Colloids and Interfaces 6, 19 (2022).

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