Prote\u00ednas anticongelantes de origen vegetal
\nLas prote\u00ednas anticongelantes de origen vegetal (AFP) son prote\u00ednas funcionales producidas por las plantas para proteger sus c\u00e9lulas de la congelaci\u00f3n cuando cambia el entorno exterior. Las AFP se distribuyen de forma diferente en las distintas plantas, y todas ellas tienen cierta actividad anticongelante, que es un t\u00e9rmino general para un grupo de prote\u00ednas que tienen la capacidad de mejorar la actividad anticongelante de las c\u00e9lulas vegetales.
\nLas AFP tienen tres propiedades: actividad de hist\u00e9resis t\u00e9rmica (THA), modificaci\u00f3n de la morfolog\u00eda de crecimiento de los cristales de hielo e inhibici\u00f3n de la recristalizaci\u00f3n de los cristales de hielo. Las AFP derivadas de plantas tienen una actividad de hist\u00e9resis t\u00e9rmica menor que las derivadas de peces e insectos, pero una mayor capacidad para inhibir la recristalizaci\u00f3n de los cristales de hielo. Por lo tanto, se cree que la principal v\u00eda de las AFPs derivadas de plantas para regular la resistencia a la congelaci\u00f3n es inhibir el crecimiento de cristales de hielo extracelulares e inhibir la recristalizaci\u00f3n del hielo.
\nAl inhibir la recristalizaci\u00f3n de los cristales de hielo en soluci\u00f3n, los AFPs derivados de plantas pueden reducir los da\u00f1os mec\u00e1nicos causados por la fluctuaci\u00f3n de la temperatura ambiente por debajo de cero e inhibir el deterioro de la calidad de los productos alimenticios debido a la congelaci\u00f3n y descongelaci\u00f3n repetidas durante el proceso de refrigeraci\u00f3n, lo que los hace m\u00e1s adecuados para su adici\u00f3n a los alimentos refrigerados que otras fuentes de AFPs.
\nCaracterizaci\u00f3n de las prote\u00ednas anticongelantes
\n2.1 Actividad de hist\u00e9resis t\u00e9rmica (THA) El punto de congelaci\u00f3n de una soluci\u00f3n general (por ejemplo, NaCl, soluci\u00f3n de sacarosa, etc.) es la temperatura a la que las presiones de vapor de las fases s\u00f3lida y l\u00edquida est\u00e1n en equilibrio, por lo que el punto de congelaci\u00f3n debe ser igual al punto de fusi\u00f3n. Dado que las AFP s\u00f3lo afectan al proceso de congelaci\u00f3n y apenas afectan al proceso de fusi\u00f3n, haciendo que el punto de congelaci\u00f3n sea inferior al punto de fusi\u00f3n, la diferencia entre su punto de congelaci\u00f3n y su punto de fusi\u00f3n se denomina diferencia de hist\u00e9resis t\u00e9rmica, y esta actividad de las AFP se denomina THA.
\n2.2 Efecto de modificaci\u00f3n de la morfolog\u00eda de crecimiento de los cristales de hielo A bajas temperaturas, los cristales de hielo debido a la influencia de las AFPs, hacen que el crecimiento de la morfolog\u00eda de los cristales de hielo cambie del cristal de hielo normal de crecimiento de tipo redondo plano a cono prism\u00e1tico hexagonal. Con la concentraci\u00f3n de AFPs y la prolongaci\u00f3n del tiempo, la morfolog\u00eda de los cristales de hielo tiende a ser en forma de aguja.
\n2.3 Inhibir la recristalizaci\u00f3n de cristales de hielo en la soluci\u00f3n a temperatura de congelaci\u00f3n, los peque\u00f1os cristales de hielo en la soluci\u00f3n desaparecen gradualmente y se agregan en grandes cristales de hielo, causando da\u00f1os a la estructura organizativa del producto. La soluci\u00f3n con AFPs puede inhibir la recristalizaci\u00f3n de los cristales de hielo y hacer que los peque\u00f1os cristales de hielo se distribuyan uniformemente.
\nAplicaci\u00f3n de las AFPs de origen vegetal en el \u00e1mbito alimentario
\nLa congelaci\u00f3n es una de las etapas m\u00e1s importantes en el transporte de alimentos por la cadena de fr\u00edo, y la refrigeraci\u00f3n es un m\u00e9todo de almacenamiento muy utilizado en el sector alimentario. Es muy probable que se produzcan fluctuaciones de temperatura en el transporte de alimentos por la cadena de fr\u00edo, lo que da lugar al ciclo de congelaci\u00f3n-descongelaci\u00f3n de los alimentos. Por lo tanto, es inevitable que se produzca el fen\u00f3meno de recristalizaci\u00f3n de los cristales de hielo, que a su vez causa da\u00f1os en el tejido celular, lo que provoca cambios en las propiedades fisicoqu\u00edmicas de los alimentos y en la morfolog\u00eda de los tejidos.
\nAl mismo tiempo, el fen\u00f3meno de recristalizaci\u00f3n del agua tambi\u00e9n provocar\u00e1 cambios en los componentes internos de las c\u00e9lulas, desnaturalizaci\u00f3n de prote\u00ednas, regeneraci\u00f3n del almid\u00f3n y otros fen\u00f3menos. Las AFP de origen vegetal como aditivos alimentarios congelados pueden mejorar eficazmente la calidad de los alimentos congelados.
\n3.1 Aplicaci\u00f3n en helados La formaci\u00f3n y recristalizaci\u00f3n de cristales de hielo en los productos l\u00e1cteos dulces congelados desempe\u00f1an un papel crucial en la calidad de los productos. El proceso de formaci\u00f3n de cristales de hielo determina el crecimiento de los cristales de hielo durante el endurecimiento y el almacenamiento de los productos l\u00e1cteos congelados, e influye en las cualidades sensoriales, como el estado cremoso del helado, la rugosidad y la hidrataci\u00f3n, la dureza y la sensaci\u00f3n helada en boca, etc.; y la recristalizaci\u00f3n determina la estabilidad de la textura y la estructura del helado despu\u00e9s de toda la operaci\u00f3n de congelaci\u00f3n.
\nLa adici\u00f3n de AFPs puede controlar mec\u00e1nicamente el tama\u00f1o de los n\u00facleos de cristales de hielo, inhibir el crecimiento de cristales de hielo en soluci\u00f3n de sacarosa y mejorar la estabilidad en condiciones de almacenamiento est\u00e1tico.
\nLillford et al. extrajeron las AFPs de la hierba de trigo de invierno y las a\u00f1adieron al helado, y observaron mediante estudios experimentales que se pod\u00eda inducir la disminuci\u00f3n del tama\u00f1o medio de los cristales de hielo cuando la concentraci\u00f3n de AFPs alcanzaba 0,05%~0,1%.
\nRegand et al. a\u00f1adieron AFPs de pasto de trigo de invierno al helado y observaron que las AFPs de pasto de trigo de invierno mostraban propiedades anticongelantes significativas cuando se a\u00f1ad\u00eda 0,003% de prote\u00edna bruta mediante microscop\u00eda de campo brillante.
\nLa evaluaci\u00f3n sensorial del helado tras un mes de almacenamiento a baja temperatura (-18 \u2103) mostr\u00f3 que el helado del grupo en blanco a -18 \u2103 y en condiciones fluctuantes (-20 \u2103~-10 \u2103) era muy \u00e1spero y los cristales de hielo del helado ten\u00edan forma de escamas, mientras que el helado con la adici\u00f3n de AFPs wintergrass ten\u00eda una textura suave y los cristales de hielo eran finos y homog\u00e9neos, lo que confirm\u00f3 que el helado con la adici\u00f3n de AFPs wintergrass era capaz de modificar la morfolog\u00eda de crecimiento de los cristales de hielo e inhib\u00eda la recristalizaci\u00f3n.
\nAdem\u00e1s, la actividad de las AFPs de pasto invernal se verific\u00f3 mediante tratamiento t\u00e9rmico, y la actividad de las AFPs de pasto invernal no se vio afectada por la pasteurizaci\u00f3n, y el efecto de la actividad de las AFPs de pasto invernal alcanz\u00f3 el equilibrio en el nivel de adici\u00f3n de 0,13%.
\nZhang et al. extrajeron las AFPs de la avena domesticada fr\u00eda y modificaron el helado con 0,1% de AFPs, lo que aument\u00f3 la temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea de -29,14 \u2103 a -27,74 \u2103, mejor\u00f3 la resistencia a la fusi\u00f3n del helado e inhibi\u00f3 eficazmente su recristalizaci\u00f3n. La adici\u00f3n de AFP de origen vegetal mitig\u00f3 los da\u00f1os causados al helado por la congelaci\u00f3n y las fluctuaciones de temperatura, dando como resultado un producto alimenticio congelado de gran calidad y sabor.
\n3.2 Aplicaci\u00f3n en masas congeladas El almid\u00f3n es una materia prima indispensable en muchos tipos de procesado de alimentos, y la aplicaci\u00f3n de las AFPs de origen vegetal en masas congeladas es relativamente amplia.
\nLos AFP de origen vegetal pueden regular la cantidad de agua cristalina precipitada de la masa, de modo que el agua y el gluten de la masa puedan mantenerse en el estado anterior a la congelaci\u00f3n, y as\u00ed no se deterioren la estabilidad del gel de la masa, el tama\u00f1o de los poros y la uniformidad de la masa fermentada, ni la textura y el aroma de la masa tras la maduraci\u00f3n.
\nJia Chunli et al. a\u00f1adieron Ligustrum officinale AFPs al almid\u00f3n de trigo para estudiar la estabilidad del gel de almid\u00f3n despu\u00e9s de la congelaci\u00f3n y descongelaci\u00f3n, y encontraron que con el aumento de la concentraci\u00f3n de Ligustrum officinale AFPs, la tasa de precipitaci\u00f3n del almid\u00f3n de congelaci\u00f3n y descongelaci\u00f3n y el contenido de agua congelable se redujeron significativamente, y la modificaci\u00f3n de la ultraestructura del gel hizo que se inhibiera el aumento del tama\u00f1o de los poros del almid\u00f3n, y se mejor\u00f3 la homogeneidad del almid\u00f3n, y se retras\u00f3 el aumento de la dureza del gel y la disminuci\u00f3n de su elasticidad, lo que mejor\u00f3 la textura del gel tras la congelaci\u00f3n y descongelaci\u00f3n.
\nKontogiorgos et al. aislaron un tipo de AFPs termoestables de la hierba de trigo de invierno y las a\u00f1adieron a la masa, y descubrieron que la estructura del gluten de la masa en blanco se alteraba cuando se almacenaba en condiciones de fluctuaci\u00f3n de temperatura (-20 \u2103 a -10 \u2103) durante 30 d\u00edas, mientras que la recristalizaci\u00f3n de cristales de hielo se reduc\u00eda en la masa con la adici\u00f3n de 0,1% de AFPs de hierba de trigo de invierno, y la estructura de la malla de gluten de la masa era m\u00e1s peque\u00f1a y de forma uniforme.
\nAdem\u00e1s, Liu Mei et al. a\u00f1adieron AFP de zanahoria a la masa y descubrieron que la adici\u00f3n de AFP de zanahoria reduc\u00eda el aumento del contenido de agua de congelaci\u00f3n-descongelaci\u00f3n de la masa durante el ciclo de congelaci\u00f3n-descongelaci\u00f3n, atenuaba los da\u00f1os en las propiedades de almacenamiento y la ultraestructura de la masa congelada causados por el ciclo de congelaci\u00f3n-descongelaci\u00f3n y, por tanto, mejoraba el volumen caracter\u00edstico y las propiedades texturales de la masa tras la maduraci\u00f3n.
\nXia Lu et al. utilizaron AFPs extra\u00eddas del salvado de trigo de invierno como aditivo para preparar alb\u00f3ndigas de sopa congeladas r\u00e1pidamente con adiciones de 1%, 2%, 2,5% y 3% en relaci\u00f3n con la harina de arroz glutinoso, y los resultados experimentales mostraron que las adiciones de AFPs de 2,5% mejoraban significativamente la calidad de las alb\u00f3ndigas, y las alb\u00f3ndigas cocidas ten\u00edan un aspecto suave, buena elasticidad y un caldo claro y transparente.
\n3.3 Aplicaci\u00f3n en frutas frescas Las frutas congeladas tienen un alto contenido en agua y son propensas a la p\u00e9rdida de zumo y a la deformaci\u00f3n blanda durante la congelaci\u00f3n y la refrigeraci\u00f3n. Las AFPs de alginato y trigo de invierno mezcladas en fresas frescas, luego congeladas por nitr\u00f3geno l\u00edquido, despu\u00e9s de la descongelaci\u00f3n para determinar su actividad celular y la tasa de p\u00e9rdida de jugo, los resultados muestran que las AFPs mejoran significativamente la resistencia a la congelaci\u00f3n de las fresas, y pueden conservar su forma original y la textura de la propia fruta, para mantener el sensorial y el sabor de la fruta.
\nRui et al. utilizaron el m\u00e9todo de impregnaci\u00f3n al vac\u00edo para hacer reaccionar las hojas de cuajada de jud\u00edas con las AFPs en un tanque de almacenamiento cerrado, y tras un breve tiempo de presi\u00f3n al vac\u00edo y un proceso de recuperaci\u00f3n a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica, las AFPs estaban en contacto directo con los poros de las hojas de cuajada de jud\u00edas para evitar el da\u00f1o a los tejidos de la hoja y reducir la p\u00e9rdida de jugo de la hoja.
\nEl an\u00e1lisis de la microestructura mostr\u00f3 que los cristales de hielo en las hojas de cuajada de jud\u00edas eran peque\u00f1os. La protecci\u00f3n anticongelante de frutas y verduras frescas se centra en si la morfolog\u00eda celular est\u00e1 intacta despu\u00e9s de la congelaci\u00f3n y si existe la viabilidad celular de los tejidos congelados, y la aplicabilidad de diferentes AFPs en el campo de la protecci\u00f3n anticongelante de frutas y verduras a los alimentos celulares de frutas y verduras tambi\u00e9n necesita m\u00e1s investigaci\u00f3n.
\nConclusi\u00f3n y perspectivas
\nLa producci\u00f3n de AFP en las plantas es un proceso complejo, y la existencia de AFP de origen vegetal est\u00e1 estrechamente relacionada con la resistencia al crecimiento de las plantas. Los cambios en el entorno externo afectar\u00e1n directamente a la concentraci\u00f3n de AFPs de origen vegetal, y factores como la inducci\u00f3n qu\u00edmica tambi\u00e9n estimular\u00e1n la producci\u00f3n de AFPs en las plantas, entre los cuales el campo de la alimentaci\u00f3n adopta mayoritariamente la v\u00eda cl\u00f3nica o transg\u00e9nica para obtener AFPs de origen vegetal.
\nLas AFP de origen vegetal pueden inhibir la recristalizaci\u00f3n durante la congelaci\u00f3n y la crioconservaci\u00f3n, y reducir la degradaci\u00f3n nutricional y de calidad causada por el flujo de jugo durante la descongelaci\u00f3n. Adem\u00e1s, las AFPs derivadas de plantas no son t\u00f3xicas, y su adici\u00f3n a una variedad de productos alimenticios no producir\u00e1 efectos negativos, y sus propiedades funcionales no est\u00e1n asociadas a ninguna prote\u00edna t\u00f3xica, por lo que el estudio de las AFPs derivadas de plantas en la futura aplicaci\u00f3n del campo de la alimentaci\u00f3n es muy prometedor.
\nEn la actualidad, la investigaci\u00f3n sobre el mecanismo de las AFPs ha revelado una nueva direcci\u00f3n de la tecnolog\u00eda anticongelante en los alimentos, y tambi\u00e9n ha proporcionado una base te\u00f3rica para la pr\u00e1ctica de la producci\u00f3n. Sin embargo, la aplicaci\u00f3n a gran escala de los AFPs derivados de plantas sigue siendo limitada, debido principalmente a la peque\u00f1a cantidad de AFPs extra\u00eddos de plantas, que impide la producci\u00f3n a gran escala, y al alto coste y la escasa reproducibilidad de los AFPs sint\u00e9ticos.
\nPor lo tanto, es importante utilizar las propiedades de las AFP de origen vegetal, como la masa molecular relativa, el punto isoel\u00e9ctrico, la actividad termoester\u00e9tica y su mecanismo anticongelante, para desarrollar m\u00e9todos eficaces de separaci\u00f3n y purificaci\u00f3n para su aplicaci\u00f3n a gran escala, y encontrar las condiciones \u00f3ptimas para la aplicaci\u00f3n de las AFP de origen vegetal en diversos tipos de alimentos, lo que puede proporcionar protecci\u00f3n para la producci\u00f3n, el transporte y el almacenamiento de alimentos de la cadena de fr\u00edo. Mientras tanto, la utilizaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda gen\u00e9tica para transferir genes anticongelantes de plantas a c\u00e9lulas receptoras y obtener un gran n\u00famero de mol\u00e9culas con actividad anticongelante tambi\u00e9n ser\u00e1 una nueva direcci\u00f3n para nosotros en la aplicaci\u00f3n de las AFPs de origen vegetal en los alimentos.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
\u00bfCu\u00e1les son las caracter\u00edsticas de la acci\u00f3n de las prote\u00ednas anticongelantes de origen vegetal y su aplicaci\u00f3n en la alimentaci\u00f3n? Prote\u00ednas anticongelantes de origen vegetal Las prote\u00ednas anticongelantes de origen vegetal (PAF) son prote\u00ednas funcionales producidas por las plantas para proteger sus c\u00e9lulas de la congelaci\u00f3n cuando cambia el ambiente externo.Las PAF se distribuyen de forma diferente en las distintas plantas, y todas ellas tienen ciertas [...]<\/p>","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[46],"tags":[],"yoast_head":"\n