¿Qué cambios sufren las proteínas durante el procesado de los alimentos?

El procesado y almacenamiento de alimentos implica enfriamiento, calentamiento, secado, fermentación, irradiación, tratamiento con reactivos químicos u otros tratamientos diversos, en los que inevitablemente se producirán cambios físicos, químicos y nutricionales de las proteínas, y al mismo tiempo afectarán a la calidad del producto, por lo que es necesario que los desarrolladores de alimentos conozcan mejor los efectos del proceso sobre las proteínas de los alimentos.
Cambios bajo tratamiento térmico
La mayoría de los alimentos proteicos se esterilizan por calentamiento, y el tratamiento térmico es el que tiene mayor impacto sobre las proteínas. La magnitud del efecto depende de factores como la duración del tratamiento térmico, la humedad, la temperatura y la presencia o ausencia de sustancias redox. El tratamiento térmico implica reacciones químicas como la desnaturalización térmica, la descomposición térmica, la oxidación de aminoácidos, el intercambio entre enlaces de aminoácidos y la formación de nuevos enlaces de aminoácidos.
Calefacción en el valor nutricional de los alimentos tiene un lado perjudicial, pero también tiene un lado favorable, la mayoría de las proteínas de los alimentos sólo en un estrecho rango de temperatura para mostrar la actividad biológica o propiedades funcionales, la mayoría de las proteínas calentadas para mejorar el valor nutricional, en las condiciones de calentamiento adecuadas, la desnaturalización de la proteína se produce después de la cadena peptídica original debido al calor y la fractura, de modo que la parte plegada original de la cadena peptídica aflojado, por lo que es susceptible a la acción de las enzimas digestivas, mejorar la digestibilidad y aminoácidos esenciales. La acción de las enzimas digestivas, mejorar la digestibilidad y la bioeficacia de los aminoácidos esenciales.
Tratamiento térmico moderado también puede hacer que algunos de inactivación enzimática, la inactivación enzimática puede evitar que los alimentos de la producción de color inadecuado, textura, sabor cambios y reducir el contenido de celulosa, y para garantizar que los alimentos en el período de conservación no se produce en la rancidez, cambios de textura y decoloración.
La mayoría de las toxinas proteínicas naturales o factores antinutricionales presentes en las proteínas vegetales pueden ser desnaturalizados o atenuados por el calor. Los inhibidores de la proteasa presentes en las semillas u hojas de los alimentos leguminosos inhiben las enzimas hidrolíticas de las proteínas en el organismo, lo que a su vez afecta a la utilización de las proteínas y a su valor nutritivo. Las semillas de leguminosas y oleaginosas pueden inactivarse por tostado y la harina de soja puede inactivarse por tratamiento térmico húmedo con lectinas exógenas e inhibidores de proteasas para mejorar la digestibilidad de las proteínas. Muchas proteínas, como la globulina de soja y la ovoalbúmina, son más digeribles tras un tratamiento térmico moderado.
Sin embargo, a veces pueden producirse ciertas reacciones desfavorables con un tratamiento térmico excesivo. Proteína o proteína de alimentos sin la adición de otras sustancias en el caso de tratamiento térmico, puede causar la desulfuración de aminoácidos, desamidación, isomerización y otros cambios químicos, y, a veces incluso acompañado por la producción de compuestos tóxicos; en el proceso de tratamiento térmico, las proteínas también será con los otros componentes de los alimentos, tales como azúcares, lípidos, contaminantes y aditivos alimentarios y otras reacciones, lo que resulta en una variedad de cambios favorables y desfavorables. Por lo tanto, es de gran importancia elegir las condiciones adecuadas de tratamiento térmico en el procesamiento de alimentos para mantener el valor nutricional de las proteínas.
Cambios bajo tratamiento a baja temperatura
El almacenamiento a baja temperatura de los alimentos puede retrasar o impedir el crecimiento de microorganismos e inhibir la actividad enzimática y las reacciones químicas. Tratamiento de baja temperatura común de enfriamiento y congelación, enfriamiento es controlar la temperatura ligeramente por encima de la temperatura de congelación, estabilidad de la proteína, crecimiento microbiano también se inhibe; congelación es controlar la temperatura por debajo de la temperatura de congelación, el sabor de la comida es más o menos algunos daños, pero si el control es bueno, el valor nutricional de la proteína no disminuirá.
Carne de alimentos después de la congelación, descongelación, las células y las membranas celulares se destruyen, la enzima se libera, con el aumento de la temperatura de la actividad enzimática para mejorar la degradación de las proteínas, y la proteína-proteína de unión irreversible, en lugar de agua-proteína de unión, por lo que la textura de la proteína cambia, la retención de agua también se reduce, pero el valor nutricional de la proteína tiene poco efecto. Sin embargo, tiene poco efecto sobre el valor nutricional de la proteína.
La desnaturalización por congelación de las proteínas está causada principalmente por los cambios en la densidad dispersa de los plasmas proteicos, debido a la disminución de la temperatura, se forman gradualmente cristales de hielo, de modo que la película de hidratación de las proteínas se debilita o incluso desaparece, y las cadenas laterales de las proteínas quedan expuestas, y al mismo tiempo, debido a la extrusión de los cristales de hielo, los plasmas proteicos se combinan cerca unos de otros, dando lugar a la aglutinación de los plasmas proteicos y a la precipitación. El grado de desnaturalización de las proteínas en condiciones de congelación está relacionado con la velocidad de congelación. En términos generales, cuanto más rápida es la velocidad de congelación, más pequeños son los cristales de hielo, menor es el efecto de extrusión y menor es el grado de desnaturalización. La congelación rápida puede utilizarse según este principio para evitar la desnaturalización de las proteínas y mantener el sabor original de los alimentos.
Cambios bajo deshidratación
El propósito de la deshidratación de alimentos es extender la vida útil de los alimentos, reducir el peso de los alimentos, así como aumentar la estabilidad, pero al mismo tiempo habrá reacciones desfavorables se producen, cuando toda el agua en la solución de proteína se elimina, debido a las interacciones proteína-proteína, lo que resulta en un gran número de agregación de proteínas, especialmente a altas temperaturas para eliminar el agua dará lugar a la solubilidad de la proteína y la actividad superficial de la Disminución. El efecto de las condiciones de secado sobre el tamaño de las partículas de polvo, así como sobre la porosidad interna y superficial, modifica la humectabilidad, la absorción de agua, la dispersión y la solubilidad de la proteína. El secado suele ser el último proceso en la preparación de ingredientes proteicos, por lo que debe prestarse atención al efecto del tratamiento de secado sobre las propiedades funcionales de las proteínas.
Existen muchos métodos de deshidratación utilizados habitualmente en la industria alimentaria, y los distintos métodos de secado provocan diferentes grados de cambios en las proteínas:
(1) Método de secado tradicional. Para el secado natural de aire caliente, la deshidratación de la carne, el pescado se convertirá en duro, la contracción y la mala recuperación, cocinar sensación dura y sin sabor original.
(2) Secado al vacío. Este método tiene menos daño a la calidad de la carne, porque no hay oxígeno, por lo que la reacción de oxidación es más lenta, a bajas temperaturas también puede reducir el pardeamiento no enzimático y otras reacciones químicas.
(3) Liofilización. Liofilización cuando el alimento se congela, a baja presión para que el agua se elimina por sublimación directa de hielo. Los alimentos liofilizados pueden mantener la forma y el tamaño original, tiene una naturaleza porosa, tiene una mejor recuperación. La liofilización es el mejor método de deshidratación de la carne, pero todavía hará que parte del deterioro de las proteínas, la carne dura, pobre retención de agua, pero su contenido de ácidos esenciales y la digestibilidad y la carne fresca no es mucha diferencia.
(4) Secado por pulverización. Huevos, leche deshidratación comúnmente utilizado método de secado por aspersión, el líquido se pulveriza en la niebla en el aire caliente de rápido movimiento, lo que resulta en la siguiente granular, este método de daño de la proteína es menor.
(5) El secado por película en tambor consiste en colocar la materia prima en la superficie de un tambor giratorio calentado por vapor, deshidratándola en una película, a menudo porque no es fácil controlar el sabor adecuado y hacer que el producto se queme ligeramente, la solubilidad de las proteínas también se reduce.
Cambios bajo tratamiento de irradiación
El método de irradiación para conservar los alimentos ha sido adoptado por muchos países, pero los diferentes alimentos y los diferentes fines de la irradiación requieren diferentes dosis de irradiación. Las dosis altas (10-50 kGy) pueden esterilizar la carne o los productos cárnicos; las dosis medias (1-10 kGy) pueden prolongar la vida útil del pescado fresco refrigerado, los pollos, las frutas y las verduras; y las dosis bajas (<1 kGy) pueden impedir la germinación de las patatas y las cebollas, retrasar la maduración de las frutas y matar cereales, guisantes y verduras. maduración y matar insectos en cereales, guisantes y alubias, entre otros.
Cuando una sustancia absorbe radiación ionizante, primero forma iones que reaccionan con moléculas excitadas y los iones se degradan o reaccionan con moléculas vecinas provocando la ruptura de enlaces químicos y produciendo radicales libres, que pueden unirse entre sí o difundirse en el medio a granel para reaccionar con otras moléculas. El efecto de la irradiación sobre las proteínas también está relacionado con el contenido de agua, el oxígeno, el pH, la temperatura y la dosis de irradiación, etc. En general, la radiación tiene poco efecto sobre el valor nutritivo de los aminoácidos y las proteínas.
Cambios bajo tratamiento alcalino
La concentración, separación, burbujeo, emulsificación o la unión de proteínas en solución en fibras depende a menudo del tratamiento alcalino, y el tratamiento alcalino de los alimentos, especialmente cuando se realiza al mismo tiempo que el tratamiento térmico, tiene un gran efecto sobre el valor nutritivo de las proteínas.
Tras el tratamiento con álcali, las proteínas pueden sufrir muchas reacciones para generar una variedad de nuevos aminoácidos, como las que conducen a la formación de varios lisil aminoalanina, lanolinationina, ornitina y enlaces cruzados covalentes inter o intramoleculares, que se generan por la condensación de residuos como lisina, cisteína u ornitina, etc., con residuos de ácido aminoacrílico.
Bajo tratamiento térmico alcalino, los residuos de aminoácidos también sufrirán isomerización, de tipo L a tipo D, el valor nutricional se reduce; al mismo tiempo, las propiedades funcionales de las proteínas cambiarán, como el uso de pH alcalino moderado, para promover la disociación de proteínas oligoméricas, y luego se preparan por secado por pulverización de sal de caseinato de sodio o sal de proteína de soja, que tiene un alto grado de solubilidad, y tiene buena absorción de agua y propiedades de superficie. Este método de despolimerización puede utilizarse para solubilizar y extraer proteínas vegetales insolubles, proteínas microbianas o proteínas de pescado.
Cambios bajo tratamiento oxidativo
Las proteínas están a menudo en contacto con los lípidos durante el procesado de los alimentos, y la autooxidación de los lípidos produce hidroperoxidación, radicales peroxilo y productos de oxidación que pueden oxidar y formar enlaces cruzados con las cadenas laterales de las proteínas. La aparición de la reacción de oxidación de proteínas conduce a la reducción del valor nutricional de las proteínas e incluso produce sustancias nocivas.
La fotooxidación de los aminoácidos que contienen azufre puede producirse fácilmente en condiciones aeróbicas y de luz, sobre todo si también hay fotosensibilizadores naturales en el alimento; en muchas plantas hay polifenoles, que se oxidan fácilmente a quinonas en condiciones de pH neutro o alcalino, y cuando entran en contacto con las proteínas, se produce la reacción de oxidación de los residuos proteicos; el secado con aire caliente y las ráfagas de aire en el proceso de fermentación de los alimentos también pueden provocar la oxidación de los aminoácidos.
Cambios bajo tratamiento mecánico
Los tratamientos mecánicos tienen un gran efecto en las proteínas de los alimentos, por ejemplo, los polvos o concentrados de proteínas molidos suficientemente secos pueden formar partículas pequeñas y grandes áreas superficiales, lo que puede mejorar su absorción de agua, proteólisis, absorción de grasas y efervescencia en comparación con los que no han sido molidos finamente, y las fuerzas mecánicas también desempeñan un papel importante en el proceso de tejido de las proteínas.
Las suspensiones de proteínas o los sistemas en solución pueden someterse a fuertes fuerzas de cizallamiento que pueden hacer que los agregados de proteínas se dividan en subunidades, lo que puede mejorar la emulsificación de las proteínas. La aplicación de cizallamiento en la interfaz de aire suele provocar la desnaturalización y agregación de las proteínas, y la desnaturalización parcial de las proteínas puede hacer que la espuma sea más estable.
Cambios bajo tratamiento enzimático
El tratamiento enzimático es el foco de investigación actual de la modificación de proteínas. El tratamiento enzimático tiene las ventajas de una rápida velocidad de reacción enzimática, condiciones suaves, fuerte especificidad, sin destrucción de aminoácidos o racemización, preservación completa de los ingredientes activos en las materias primas, sin subproductos y sustancias nocivas, sin contaminación ambiental, y proceso de acción controlable. En la actualidad, el tratamiento enzimático cuenta con el método de hidrólisis enzimática y el método de síntesis enzimática, siendo el primero el método principal.
El tratamiento enzimático es el uso de la proteasa endocitosis y exocitosis, la degradación de las moléculas de proteína en péptidos y moléculas más pequeñas de aminoácidos en el proceso, las propiedades físicas y químicas del producto que la proteína original ha cambiado. Procesamiento enzimático de proteínas puede ser dirigido a mejorar las propiedades funcionales de procesamiento de proteínas, los principales factores que afectan a la digestión enzimática son: propiedades de la enzima, el pH, el rango de desnaturalización de las proteínas, la concentración de sustrato, la concentración de enzima, la concentración de iones, temperatura, inhibidores, etc, de los cuales las propiedades de la enzima son los factores clave, que afecta el sitio y la región de la cadena peptídica de la digestión enzimática de proteínas.