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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Efecto de sales en la solubilidad y dispersabilidad de protenas
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S A L T I N G I N
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S A L T I N G O U T
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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
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