La importancia de las Proteínas lácteas en los productos

Las proteínas de la leche son particularmente importantes para proporcionar propiedades funcionales y formar la red estructural de casi todos los productos lácteos y alimenticios. Son esenciales para numerosas aplicaciones alimentarias con propiedades de retención de agua, viscosidad, gelificación, emulsión y formación de espuma. Además, las técnicas de procesamiento, como el tratamiento térmico, la concentración y el secado, pueden afectar la funcionalidad de las proteínas de la leche en los productos alimenticios.

Se han realizado esfuerzos tecnológicos, de ingeniería, de investigación y de desarrollo para comprender los factores que afectan las propiedades funcionales de las proteínas de la leche. Esto lleva a la producción de productos de proteína de leche específicamente diseñados para diversas aplicaciones. Los enfoques de desarrollo para la fabricación de ingredientes enriquecidos con proteína láctea se pueden clasificar en términos generales en tres grupos:

• Ingredientes con una proporción normal de constituyentes de la leche, como la leche desnatada en polvo (SMP) y la leche en polvo sin grasa (NFDM), que son leche en polvo descremada y entera (WMP) y leche entera en polvo (FCMP), que tienen grasa de leche
• Los ingredientes ricos en proteína de suero, como concentrado de proteína de suero (WPC), aislado de proteína de suero (WPI) y concentrado de suero nativo (NWC)
• Ingredientes ricos en caseína, como caseína de cuajo (RCN), concentrado de proteína de leche (MPC), concentrado de caseína micelar (MCC), aislado de proteína de leche (MPI) y caseína ácida.

También están disponibles otras categorías, como solo grasa y solo lactosa. Además, también están disponibles polvos tratados y modificados, como caseinato de calcio, caseinato de sodio, hidrolizado y polvos ricos en lactoalbúmina. En general, los polvos lácteos ricos en proteínas se producen mediante secado por aspersión para facilitar su uso, prolongar su vida útil y facilitar su almacenamiento y transporte. También se encuentran disponibles polvos ricos en caseinato de sodio, hidrolizado y lactoalbúmina.

Identificación de proteínas en lácteos

La fabricación de productos lácteos en polvo ricos en proteínas implica varios principios fundamentales: separación o fraccionamiento, concentración y secado. Se utilizan diferentes métodos de fraccionamiento o separación del crudo para obtener fracciones individuales de proteínas de la leche. Incluidas técnicas enzimáticas, de acidificación, cromatográficas e intercambio iónico. Cada técnica de fabricación produce un producto con componentes y funcionalidades únicas. El proceso de separación por membrana se usa ampliamente para el fraccionamiento a gran escala o la separación de componentes individuales debido a su rentabilidad, eficiencia y respeto por el medio ambiente. Como resultado, se crean fracciones bien definidas, que se pueden utilizar de manera óptima por sus propiedades funcionales y beneficios para la salud en diversas aplicaciones.

Con los avances en la tecnología de filtración por membrana, las fracciones primarias de proteína en la leche (caseína y suero) se pueden separar directamente por filtración, creando flujos de proteína funcionales diferenciados y altamente nutritivos: caseína micelar y proteína de suero derivada de la leche. Muchos polvos ricos en proteínas tienen una proporción alterada, que tiene un impacto en la microestructura y la funcionalidad.
Debido a sus constituyentes modificados, estos polvos ricos en proteínas exhiben funcionalidades y comportamientos distintos en los productos a los que se incorporan.

El tamaño de partícula, la microestructura, las propiedades de reconstitución y las características de flujo de los polvos están estrechamente relacionados con su calidad final. Esta está determinada por las materias primas, las condiciones de procesamiento y el equipo de secado empleado. Se anticipa que la composición de la superficie de los polvos afectará significativamente su uso final y funcionalidad.

Las diferencias microestructurales pueden tener un impacto significativo en la calidad, la funcionalidad, las propiedades de manipulación y reconstitución y los problemas relacionados con los costos. Investigar y comprender tales disparidades puede ser ventajoso para la investigación y el desarrollo y el desarrollo de nuevos productos que utilizan leche en polvo.

La microestructura determina propiedades específicas, como la viscosidad, la sinéresis, la firmeza y la sensación en boca. Esta información se puede utilizar para relacionar los efectos del proceso de fabricación con las propiedades de los productos.

Estudio de composición e identificación de proteínas

La técnica más utilizada para la leche en polvo para estudiar la microestructura es la microscopía electrónica de barrido (SEM). Esta técnica funciona según el principio de un haz de electrones que interactúa con una muestra y genera señales, que pueden usarse para generar la imagen. La estructura tridimensional exhibida por SEM ayuda a caracterizar las propiedades físicas y de textura de los ingredientes. Además, el recubrimiento por pulverización catódica con oro/paladio aumenta la claridad y nitidez de las imágenes microscópicas, ya que reduce el efecto de carga.

Un estudio del Departamento de Ciencias de los Alimentos y Productos Lácteos de la Universidad Estatal de Dakota tuvo como objetivo caracterizar polvos ricos en proteínas con diferentes matrices (concentrado de proteína de leche (MPC), caseína de cuajo (RCN), concentrado de caseína micelar (MCC), aislado de proteína de suero (WPI) y concentrado de suero nativo (NWC). Todo en cuanto a su composición, manipulación, propiedades de reconstitución y microestructura. Además, se compararon con la leche entera en polvo (WMP) y la leche en polvo descremada (SMP).

Los polvos ricos en proteínas exhibieron una alta humectabilidad debido a su baja densidad aparente en comparación con SMP. Las variaciones en las características microestructurales de los diferentes polvos de proteína láctea confirmaron las diferencias en su comportamiento funcional. Como la solubilidad del polvo, la humectabilidad, la densidad aparente y la fluidez.

Los hallazgos de este estudio pueden guiar el desarrollo de nuevos ingredientes con proporciones específicas de constituyentes de la leche. En particular caseína, ciertas proteínas de suero y lactosa, que pueden interactuar entre sí para crear enlaces de múltiples constituyentes con funcionalidades mejoradas. Los polvos ricos en proteínas demostraros ser, en el análisis microestructural, una mezcla de constituyentes específicos en ciertas proporciones.

Si se dispone de técnicas de microseparación para productos secos, se podrán separar las partículas individuales. Esto conducirá a una mejor concentración de los componentes y una mejor funcionalidad. La idea sobre la morfología del polvo podría ser útil para mejorar aún más los procesos de producción para modificar las propiedades funcionales.