¿Te interesa cómo la identificación de proteínas está moldeando el futuro de la ciencia y la industria alimentaria? ¡Este artículo es para ti!
¿Por qué es crucial cuantificar las proteínas en los alimentos?
Un formulador de alimentos necesita saber cómo identificar las proteínas por varias razones esenciales:
- Valor Nutricional: Las proteínas son nutrientes clave que contribuyen al valor nutricional de los alimentos. Conocer su presencia y cantidad ayuda a diseñar productos que cumplan con los requerimientos nutricionales específicos.
- Regulaciones de Etiquetado: La legislación alimentaria a menudo requiere que se especifique el contenido proteico en el etiquetado. Una identificación precisa es crucial para cumplir con estas regulaciones y garantizar la veracidad de las afirmaciones nutricionales.
- Calidad y Funcionalidad: Las proteínas influyen en la textura, estabilidad, y palatabilidad de los alimentos. Identificarlas permite ajustar estas propiedades para mejorar la calidad del producto final.
- Desarrollo de Productos: Para innovar y desarrollar nuevos productos alimenticios, es importante entender cómo las diferentes proteínas pueden afectar las características y la aceptación del producto por parte de los consumidores.
- Detección de Alergenos: Identificar proteínas específicas es fundamental para detectar la presencia de alérgenos potenciales, lo cual es vital para la seguridad de los consumidores con alergias alimentarias.
- Control de Calidad: La identificación de proteínas es una herramienta importante en el control de calidad, asegurando que los productos alimenticios sean consistentes en cada lote producido.
¿Qué técnicas específicas son útiles para el formulador de alimentos?
La composición, la estructura o matriz del alimento y las interacciones entre los diferentes nutrientes pueden reducir la accesibilidad de las proteínas, lo que lleva a una subestimación del contenido de proteínas. Además, los diferentes métodos se basan en diferentes principios analíticos y determinan el contenido de proteínas de forma directa o indirecta.
Identificación de Proteínas en Alimentos
A lo largo de los años se han desarrollado variedad de métodos de identificación de Proteínas
Determinación directa de proteínas: Análisis de aminoácidos
El análisis de aminoácidos es uno de los principios analíticos para la determinación de proteínas. Aquí las proteínas se descomponen en los aminoácidos que las componen mediante hidrólisis de los enlaces peptídicos. A continuación se determinan los residuos de aminoácidos liberados, generalmente cromatográficamente, y se calcula el contenido de proteínas como la suma de los residuos de aminoácidos individuales después de restar la masa molecular del H2O.
Sin embargo, un inconveniente importante de este método es la hidrólisis de las proteínas antes del análisis. El método más común es la hidrólisis en HCl 6 M a 110 °C durante 24 h.
Este procedimiento hidroliza eficientemente la mayoría de los enlaces peptídicos, pero al mismo tiempo el contenido de algunos aminoácidos se reduce o incluso se destruye por completo y, por tanto, el contenido de proteínas analizado mediante este método puede subestimarse. Otro inconveniente de este método son los costes relacionados con la inversión y el análisis.
Esto hace que el método no esté disponible para muchos laboratorios de ciencias de los alimentos. Debido a que el análisis de aminoácidos es el único método de análisis de proteínas que determina el contenido de proteínas directamente, se decidió utilizar este método como método de referencia en este estudio y comparar todos otros análisis con los resultados de este.
Esto también está de acuerdo con las recomendaciones dadas por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) con respecto a la determinación de las proteínas alimentarias.
Determinación indirecta de proteínas: Contenido de proteína basado en la determinación de nitrógeno
Algunos de los métodos más utilizados para la determinación de proteínas alimentarias se basan en el análisis del contenido de nitrógeno total en las muestras. Ejemplos de tales métodos son el método de Dumas y el método Kjeldahl. En ambos métodos, el nitrógeno total de la muestra se libera a alta temperatura.
El método Kjeldahl, el nitrógeno se libera en un ácido fuerte y el contenido se mide después de la neutralización y titulación. En el método Dumas, el nitrógeno se libera en forma gaseosa y se determina con un detector de conductividad térmica, después de eliminar el dióxido de carbono y los aerosoles de agua.
El método Kjeldahl fue elegido como ejemplo de este principio analítico en este estudio, ya que todavía está reconocido como el método oficial para la determinación de proteínas alimentarias por la AOAC Internacional. Tras la determinación de nitrógeno, el contenido de proteína bruta se calcula mediante un factor de conversión.
Métodos espectrofotométricos y extracción de proteínas.
La tercera técnica analítica común para el análisis de proteínas es la espectrofotometría. Aquí, el principio es que los grupos o regiones funcionales dentro de la proteína absorben luz en el rango ultravioleta o visible del espectro electromagnético (200 a 800 nm). Esta absorbancia se lee y se compara con estándares de proteínas conocidos. Ejemplos de tales grupos o regiones funcionales son grupos básicos, grupos aromáticos, enlaces peptídicos o proteínas agregadas.
¿Cuáles son los pasos prácticos para extraer proteínas de una muestra biológica?
Si bien tanto el análisis de nitrógeno como el análisis de aminoácidos se pueden realizar sin ningún tratamiento previo de la materia prima, la extracción de proteínas es un requisito previo antes de someter el material a análisis espectrofotométrico. También para la extracción de proteínas, los métodos disponibles son muchos.
Los protocolos de extracción de proteínas más comunes se basan en la exposición del tejido a tampones débiles o agua, lo que provoca el colapso de las células con la posterior liberación de proteínas intracelulares como respuesta al shock hipotónico que surge.
Esto es muy eficaz para tejidos que contienen células sin pared celular (células animales), pero no tan eficaz para células con pared celular (células vegetales). Esto último se debe a que las paredes celulares protegen a la célula contra el colapso. En este estudio se incluyeron tanto fuentes proteicas de origen animal como fuentes proteicas de origen vegetal para evaluar estas diferencias.¿Cómo funciona el método de Biuret para detectar proteínas?
La prueba Biuret es la prueba que se utiliza para detectar la presencia de enlaces peptídicos en la muestra y para detectar la presencia de proteínas o péptidos. Los aminoácidos en las proteínas están unidos covalentemente entre sí mediante un enlace covalente, llamado enlace peptídico, entre el carbono número uno de un aminoácido y el nitrógeno número dos del aminoácido adyacente. La formación de un enlace peptídico es una reacción de condensación.
El átomo de nitrógeno en un enlace peptídico de proteínas y péptidos contiene electrones no compartidos. Estos electrones no compartidos de los enlaces peptídicos, en un ambiente alcalino, pueden ser utilizados por el ion cúprico presente en el reactivo de Biuret para formar un complejo de color violeta o violeta.
Se utiliza en laboratorios para detectar la presencia de péptidos o proteínas en una muestra. Es una prueba cualitativa y sólo puede indicar la presencia o ausencia de enlaces peptídicos, pero no demuestra nada sobre la cantidad y el tipo exacto de proteínas.¿Qué implicaciones tiene para la formulación de dietas y la salud humana?
Las proteínas cumplen funciones de gran importancia para nuestro organismo, ya que aportan los aminoácidos esenciales e indispensables necesarios para la síntesis de tejidos y el crecimiento, forman parte de enzimas, hormonas, anticuerpos y proveen energía, en el caso que las kilocalorías que aportan los hidratos de carbono y las grasas sean insuficientes.
Existen muchos métodos disponibles para la determinación de proteínas y todos ellos tienen sus ventajas y desventajas. Esta gran variedad de métodos dificulta la comparación directa entre estudios y, por lo tanto, la elección del método analítico debería justificarse dependiendo del propósito del estudio.
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