QUIMICA DE ALIMENTOSPropiedades funcionales de protenasMabel Rembado Paula Sceni Brbara Bravo FerradaFecha:14/10/09

Propiedades funcionales de protenasFormacin y estabilizacin de emulsiones Adsorcin de agua

SuperficialesAbsorcin de agua Hinchamiento

Formacin y estabilizacin de espumas Fijacin de aromas

HidrodinmicasRetencin de agua Solubilidad Dispersabilidad

Precipitacin Floculacin

Texturales y Reolgicas

Coagulacin Gelificacin Texturizacin

Propiedades hidrodinmicasAlimento deshidratadoe rd o a ap gu V aua a Ag uid lq

Retencin de agua

Adsorcin de agua

Tiempo prolongado en presencia de vapor

Fuerza externa: centrifugacin, presin

Absorcin de agua

Aumento de volumen

Hinchamiento

Solubilidad

Dispersabilidad

Soluciones

Dispersiones

Fases

Una fase formada por un (o varios) solutos y un solvente

Dos fases, una fase dispersa y la otra dispersante

Apariencia

Homogneas y traslcidas

Pueden ser homogneas a simple vista, pero son opacas.

+

+

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+

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+ -

+ -

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+

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Efecto de sales en la solubilidad y dispersabilidad de protenas

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+ -

+

S A L T I N G I N

+ -

+

-

S A L T I N G O U T

+ -

+ -

Solubilidad proteica depende de:Concentracin de salSolubilidad

TemperaturaSolubilidad

Salting in

Salting out

Concentracin de sal

40-50

Temperatura C

pH Tipo de ionSO4= < F- < CH3COO- < Cl- < Br- < NO3- < I- < ClO4- < SCNNH4+ < K+ < Na+ < Li+ < Mg 2+ < Ca2+ Solubilidad

Aumenta salting inpI pH

Propiedades superficiales

Emulsionesaceite (o) acuosa (w) Fase dispersa Fase continua acuosa (w) aceite (o)

Emulsin o/w

Emulsin w/o

Accin de los emulsionantesFosfolpidos Protenas

Aceite

Aceite

Agua

Agua

Emulsin w/o

Emulsin o/w

Emulsin o/w

Propiedades emulsionantes

Poder emulsionantePoder que tiene un agente emulsionante de dividir a la fase dispersa en pequeas gotas.

Estabilidad de la emulsinMedida del tiempo que permanece la emulsin sin que se modifiquen sus propiedades dentro de un rango predeterminado.

Capacidad emulsionante Cantidad de aceite que puede incorporar la emulsin

Actividad emulsionante rea interfacial creada

Procesos fsicos de desestabilizacin Los principales procesos de desestabilizacin de una emulsin o/w son la floculacin, el cremado, la desproporcin, la coalescencia, la separacin de fases y la inversin de fases.

Floculacin Emulsin o/w recin elaborada Trabajo mecnico, temperatura o agregado de sales

Cremado

Desproporcin

Coalescencia

Inversin de Fase

Separacin de fases

Emulsin w/o

Estabilidad de una emulsinLas gotas se mueven en la fase continua a una velocidad promedio (v) que se puede estimar con la ley de Stokes:R = radio de la gota

V = 2 x R2 x x g 9x

= Diferencia de densidad entre las fases g = gravedad

= viscosidad de la fase continua A mayor velocidad, menor va a ser la estabilidad de la emulsin. Los factores que influyen en la estabilidad son: Presencia de sustancias tensioactivas Equipo con el que se realiza la emulsin Distribucin del tamao Viscosidad de la fase continua Diferencia de densidad entre las fases pH Temperatura

Emulsionantes

Estabilizantes

Disminuyen la tensin interfacial () Disminuyen la energa libre

Aumentan la viscosidad de la fase continua (emulsiones o/w)

G = A

Disminuyen la movilidad de las gotas

Aumentan la estabilidad de la emulsin

Aumentan la estabilidad de la emulsin

FosfolpidosEstn constituidos por una molcula de glicerol esterificada con dos cidos grasos y una molcula de cido fosfrico que, a su vez, se une a una base nitrogenada (colina o etanolamina), a la serina o a un alcohol (inositol).

Naturaleza anfiflica

Accin tensioactiva

La lecitina es una mezcla de estos fosfolpidos. Las lecitinas estn presentes en la yema de huevo (28%) pero se la obtiene comercialmente como subproducto del proceso de refinacin del aceite de soja.

ProtenasDurante la formacin de la emulsin las protenas migran hacia la interfase aceite - agua y se despliegan, orientando sus grupos no polares hacia el aceite y los polares hacia el agua.

Naturaleza anfiflica

Accin tensioactiva

Tendencia a desnaturalizarse y agregarse en la interfase

Formacin de film rgido y elstico

Protenas con buenas propiedades emulsionantes

Protena de leche Protena de soja Protenas de huevo

HidrocoloidesSon macromolculas, la mayora de origen glucdico, con gran capacidad de interactuar con el agua, dando soluciones viscosas e incluso geles Algunos poseen naturaleza anfiflica Accin tensioactiva

Su principal funcin es aumentar la viscosidad de la fase continua en emulsiones o/w

Actan como estabilizante

Algunos hidrocoloides con actividad tensiactiva

Goma tragacanto Goma karaya Goma arabiga Hidroxipropil celulosa Metilcelulosa Carragen Xantan Goma guar

Cintica de cremadoSe determina midiendo el volumen de aceite que crema en funcin del tiempo.Vol cremado Vmax Fase crema

Vmax/2

t1/2

tiempo

t1/2 de cremado: Tiempo necesario para que creme la mitad del aceite de una emulsin

Espumas

Capacidad espumante Parmetros importantes Estabilidad de la espuma

Medida de la cantidad de aire que puede incorporar una mezcla Medida del tiempo que permanece la espuma sin perder el aire incorporado

Capacidad espumanteVL = volumen de lquido

Overrun = 100 x VA VL

Expansin = 100 x VE VL

VE = volumen de espuma VA = volumen de aire VLni = volumen de lquido no incorporado

Espuma que incorpora todo el lquidoAntes del batido

Batido Volumen lquido (VL)

Volumen espuma (VE) = Volumen total (VT)

VE = VT VA = VT - VL

Espuma que no incorpora todo el lquidoAntes del batido Batido Volumen espuma (VE) Volumen lquido (VL) Volumen lquido no incorporado (VLni)

VE = VT - VLniVolumen total (VT)

VA = VT - VL

Estabilidad de una espumaUna espuma recin elaborada tiene burbujas de aire relativamente pequeas y uniformemente distribuidas. Al transcurrir el tiempo la espuma comienza a desestabilizarse, es decir, a perder las caractersticas iniciales.t=0

Los principales procesos de desestabilizacin son: Drenado Desproporcin Colapso

La estabilidad de una espuma se determina experimentalmente midiendo algn proceso de desestabilizacin en funcin del tiempo.

Cintica de drenadoSe determina midiendo el volumen de lquido drenado en funcin del tiempo.Vol drenado Vmax

Vmax/2

t1/2

Volumen drenado

Volumen drenado

tiempo

t1/2 de drenado : Tiempo necesario para que drene la mitad del volumen mximo que puede drenar la espuma.

Estabilidad de una espumaDepende de: Tamao de las burbujas Presencia de sustancias tensioactivas (protenas) Presencia de sales Presencia de azcares Presencia de lpidos Viscosidad de la fase continua pH Temperatura

Espumas de caseinato de sodio Efecto de la concentracin proteicaA B

A = 4% p/p B = 6% p/p C = 8% p/p D = 10% p/pC D

Espumas de caseinato de sodio Espuma al 6% p/p a distintos tiempos

A = 0 min

B = 5 min

C = 10 min

Espumas de caseinato de sodio Espuma al 4% p/p a distintos tiempos

t = 0 min

t = 2 min

t = 4 min

Propiedades texturales y reolgicas

FloculacinAgregacin desordenada de protenas sin desnaturalizar.

CoagulacinAgregacin desordenada de protenas desnaturalizadas.

GelificacinAgregacin ordenada de protenas desnaturalizadas.

1 Desnaturalizacin Etapas de Gelificacin/ Coagulacin 2 Desplegamiento de molculas 3 Interaccin protena protena 4 Agregacin posterior

Formacin de un gel / coguloEquilibrio entre fuerzas

Atractivas Interacciones hidrofbicas Interacciones electrostticas Puente de hidrgeno Puente disulfuroSi las fuerzas atractivas >>> que las fuerzas repulsivas Si las fuerzas atractivas