Calidad de las proteínas en el desarrollo de análogos cárnicos

El mercado mundial de alimentos alternativos ha crecido de 4.7 mil millones de dólares en 2018 a aproximadamente 9.4 mil millones de dólares en 2023 y se espera que continúe expandiéndose (Venter et al., 2024). Uno de los productos que está marcando más esta expansión son las alternativas a la carne habitualmente elaboradas a partir de proteínas de origen vegetal (Szpicer et al., 2022). Estos productos están hechos principalmente con proteína de soja, proteína de guisante o gluten de trigo además de otros posibles ingredientes. Con el creciente interés en fuentes de proteínas vegetales sostenibles, las investigaciones en este momento se centran en desarrollar análogos cárnicos que repliquen la textura, estructura y cualidades sensoriales de la carne convencional (Kumar et al. 2017). A pesar del progreso en este campo, la creación de una textura realista similar a la carne, en particular la estructura fibrosa y elástica característica de la carne de músculo entero, sigue siendo un desafío significativo (Godschalk-Broers et al. 2022). Entre las propiedades más relevantes que es necesario lograr para optimizar la calidad, están la fibrosidad y alineación de las proteínas, la elasticidad y resistencia mecánica y la retención de la humedad.La extrusión húmeda es uno de los procesos más utilizados para transformar estas proteínas en texturas similares a la cárnica. Sin embargo, aún se están desarrollando nuevas tecnologías con el ánimo de ayudar a imitar las diversas características estructurales de la carne.Esta brecha tecnológica resalta la necesidad urgente de combinar tecnologías con ingredientes que reproduzcan con mayor precisión estas características clave, esenciales para la satisfacción del consumidor y la adopción generalizada de análogos cárnicos de origen vegetal.La textura es uno de los parámetros esenciales en la aceptación sensorial de análogos cárnicos (Palanisamy et al., 2018). Para lograr una mejora en la textura es necesario tener en cuenta que este parámetro está directamente ligado con las tecnologías que se aplican y con la calidad de las proteínas que se utilizan. En este sentido, la tecnología de texturización mediante extrusión de alta humedad y la impresión 3D han permitido mejorar la calidad de la textura y las propiedades estructurales de los productos análogos a la carne. La técnica de extrusión-texturización puede clasificarse en dos subcategorías según el contenido de humedad del producto final: extrusión de baja humedad y extrusión de alta humedad (Zhang et al., 2020), en la que se utilizan contenidos de humedad por encima del 40%.La extrusión-texturización de alta humedad es, quizá, la tecnología más ampliamente utilizada en este momento, debido a cuestiones energéticas y medioambientales, como el bajo consumo de energía, el desperdicio mínimo de materia y producto, la eficiencia de los procesos que se suman a la capacidad de formación de estructuras similares a capas, que imitan la mordida de la carne mediante el empleo de temperaturas elevadas y fuerzas de cizalla, que favorecen la desnaturalización de las proteínas y la formación de esa estructura.Este proceso implica una variedad de cambios, incluyendo la desnaturalización y complejación de proteínas, la gelatinización y degradación del almidón, la oxidación de lípidos y la degradación de compuestos como antinutrientes y fitoquímicos (Zhang et al., 2022). La estructura fibrosa o lamelar fibrosa de las proteínas (figura 1) se induce durante la extrusión a través de la fusión, el cizallamiento y la alineación de las proteínas vegetales (Dekkers et al., 2018). Las propiedades fibrosas de estos análogos cárnicos influyen en diversas características sensoriales. Existe una clara influencia de los parámetros de extrusión (temperatura del barrel, velocidad del tornillo y contenido de humedad) y los ingredientes (tipo de proteína y agentes aglutinantes) en las propiedades de textura y nutricionales de los análogos cárnicos de alta humedad.Sin embargo, esta formación de las capas fibrosas sigue un patrón que aún dista de parecerse a la estructura del músculo cárnico al que estamos acostumbrado. Además, las altas temperaturas y las intensas fuerzas de cizallamiento utilizadas durante la extrusión pueden provocar una sobredesnaturalización de las proteínas, lo que reduce sus propiedades funcionales y da lugar a estructuras quebradizas o excesivamente elásticas (Sun et al., 2021).Estas limitaciones resaltan la necesidad de enfoques alternativos que puedan superar estos desafíos y favorecer el desarrollo de análogos cárnicos de origen vegetal.Lograr la formación adecuada de la estructura en la que las proteínas formen una textura fibrosa y jugosidad similar a la del músculo requiere de un estudio pormenorizado del tipo de proteína y de las tecnologías adecuadas para lograr las denominadas estructuras anisotrópicas, en las que la agregación de proteínas da lugar a estructuras y texturas adecuadas y características similares a la carne.Como hemos mencionado, la composición típica de estos productos consiste, esencialmente, en proteínas vegetales, siendo la más utilizada hasta no hace mucho la soja. Sin embargo, la proteína de soja tiene una serie de limitaciones asociadas a factores de cultivo, tales como el clima o el agua, cuestiones que han tenido un impacto directo en el precio y disponibilidad de la materia prima. En lo que concierne a la calidad de los análogos cárnicos, no está satisfaciendo los requisitos de sabor y textura de los consumidores ni satisface la creciente demanda (Xia et al., 2023b). Además, tanto la proteína de soja, como el gluten de trigo o la proteína del cacahuete son importantes alérgenos (Xia et al., 2023a).Otra proteína ampliamente utilizada en este momento es la de guisante (Diaz et al., 2022), debido a sus buenas propiedades emulsificante y gelificante, así como su capacidad para fibrar en los procesos de extrusión.El gluten de trigo, gracias a sus excelentes propiedades reológicas, se utiliza cada vez más y ha sido incluido en numerosos estudios por su influencia positiva en el desarrollo de estructuras fibrosas en análogos cárnicos (Chiang et al. 2019).Diferentes proteínas muestran diferentes propiedades, y la interacción entre ellas también es diferente, por lo que, con la creciente demanda existente y la búsqueda de propiedades sensoriales más elevadas, conviene explorar esta interacción entre alternativas proteicas vegetales. Así, por ejemplo, la proteína de alubia, está siendo analizada como un excelente ingrediente para conseguir texturas análogas a la carne de alta calidad.Por otra parte, las mezclas de proteínas permiten optimizar las propiedades tecnofuncionales y mejorar la similitud con la carne convencional. Algunas estrategias incluyen:- Combinación de soja y gluten de trigo: mejora la formación de fibras anisotrópicas y la elasticidad estructural.- Uso de proteínas de guisante con albúmina de leguminosas: aumenta la retención de agua y la cohesión del producto, mejorando la jugosidad.- Incorporación de micoproteínas a matrices proteicas vegetales: mejora la textura y el perfil sensorial, reduciendo la sensación de sequedad en el producto final. Además, es posible pensar en otras alternativas para mejorar la estructura de los análogos cárnicos desde la perspectiva del uso de ingredientes, como el uso ingredientes alternativos procedentes de procesos de la industria agroalimentaria, que permiten cerrar el ciclo productivo. Este es el caso de concentrados de levadura (procedentes del proceso de fabricación de cerveza), que son candidatos a convertirse en ingredientes sostenibles con propiedades nutricionales y funcionales muy interesantes.El tipo de proteína y la tecnología que se utiliza para la obtención de análogos cárnicos son aspectos clave en el desarrollo de una correcta estructura y, por tanto, de la aceptación sensorial posterior.Por un lado, son necesarias técnicas innovadoras para la obtención de estructuras de proteínas, que se acerquen en mayor medida a los que se consideran parámetros de calidad adecuados para formar estructuras similares a la carne. Por otro lado, para obtener las características deseadas en los análogos cárnicos aplicando la tecnología de extrusión-texturización, es necesaria la combinación adecuada y estratégica de ingredientes en las proporciones definidas. Para ello, explorar nuevas fuentes de proteínas y combinar con fuentes alternativas que pueden provenir de otros usos anteriores puede ser una alternativa que favorezca la aparición de productos análogos a la carne con mejores propiedades sensoriales.

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