Utilización de las

proteínas de quínoa en

investigaciónDra. Lilian Abugoch James, Dr. Cristian Tapia

Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química

Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas

Universidad de Chile

30-08-2017

PROTEÍNAS

Proteínas (12-22%) Contiene ácidos grasos esenciales: ácido linoleico (50,2 -56,1%), oleico (22 - 24,5%) y linolénico (5,4 - 7%).

Posee un alto contenido de vitaminas del complejo B, C y E y minerales (Ca, P, K y Fe).

Algunas variedades contienen fitoestrógenos.

No contiene gluten, pudiéndose usar en alimentos para celiacos.

Contienen saponinas: sustancias espumosas, amargas y ligeramente tóxicas que deben eliminarse antes del consumo.

I

VI

XAlta concentración de proteínas

Albúminas y globulinas

No contiene gluten

Proteínas de Quínoa

Corte longitudinal de cotiledones

de semilla de quínoa. Se observan

Estructuras globulares que correspondes

a proteínas que durante la germinación

las proteínas de reserva son

degradadas a aminoácidos

Proteínas en la semilla de quínoa

PROTEÍNAS

Fracciones proteicas principales: albúminas y globulinas

(44-77% del total de proteínas)

Muy baja en prolaminas (0,5-7%), lo que indica que la

semilla de quínoa es libre de gluten

Proteínas Globulinas (37%)

“chenopodinas”

Albúmina (35%)

Tipo 11S 2S

Subunidades Ácidas AS y básicas BS -

Enlace Puentes disúlfuro -

Aminoácidos Metionina y cisteína cisteína, arginina y

histidina

PM G: 54 KDa, AS: 32-39 KDa y

BS: 22-23 kDa

Menor a 20 KDa

PROTEÍNAS

Nativo SDS-PAGE

Quínoa

Alto contenido proteico (13 – 22%)

Albúminas

Globulina

pI = 4 – 4,5

-

Contenido

proteico

Cambios

estructurales

--- -

-

--

-

-

-

--

--

Alcalinización AP

Neutralización

LAJ 2010

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Co

nte

nid

o (g

/g p

rote

ína

)

Aislado proteico de quínoa

Harina de quínoa VI Región

Aminoácidos de la quínoa

0

20

40

60

80

mg

/ g

pro

tein

aAislado proteico de quínoa

Patron aa FAO

Comparación con la FAO

FAO/WHO

Contenido de Aminoacido recomendaciones

mg/g of proteína

Q 9 Q 11 SPI Caseína 1 año 2 - 5 años 10 -12 años

adult

o

amino acids

Histidina 25.9 23.1 29.0 27 26 19 19 16

Isoleucina 43.1 39.3 44.8 49 46 28 28 13

Leucina 73.2 69.6 70.0 84 93 66 44 19

Lisina 52.3 52.4 53.9 71 66 58 44 16

SAAd 27.8 30.3 9.9 26 42 25 22 17

ARMe 80.0 77.3 90.1 100 72 63 22 19

Treonina 43.6 42.8 41.0 37 43 34 28 9

Triptofano 35.6 35.6 14 17 11 9 5

Valina 50.4 47.8 44.1 60 55 35 25 13

Aminoácidos azufrados metionina y cisteína SAA; aminoácidos

aromáticos fenilalanina y tirosina ARM

Comparación de aminoácidos esenciales de aislados

proteicos de quínoa con aislados de soya SPI, caseína y

recomendaciones de FAO/WHO

Cambios estructurales de las proteínas

de quínoa

60 80 100 120

Q11

Q9

0.5 J/°C.g

Flu

jo d

e c

alo

r (J

/°C

.g)

Temperatura °C

20 30 40 50

Retention time (min)

LS

(A

.U)

F1

F2

F3

A1 A2

PE-8

PE-9

PE-10

PE-11

PE-12

25 35 45

0

200

400

7255

43

34

26

17

95

10

Gl

130

AHMW

St

kDa8 9 10 11 8 9 10 1112 12

AS

BS

pH

Características estructurales de las

proteínas de quínoa

Aplicaciones de las proteínas de quínoa

Coniciendo su estructura podemos

conocer y entender sus

aplicaciones

Aislados proteicos

Recubrimientos comestibles

Envases biodegradables

Materiales de micro-

nanoencapsulación de compuestos

activos

Extracción de compuestos

bioactivos de las proteínas

Solubilidad de las Proteínas en la Harina de

Quínoa

Capacidad de Retención de Agua de Aislados

Proteicos de Quínoa

+

Complejos polielectrolíticos con Proteínas

de Quínoa para formar matrices

+

PL

P. De H

V. Der Waals

Iónicas

SS

I. hidrofóbicas

Introducción

Aumentar vida útil:

Reducir deshidratación

Actuar como AM

Evitar desarrollo de microorganismos

Mantener propiedades organolépticos

Vehículo de aditivos alimentarios

Polisacáridos Proteínas Lípidos

Películas

Complejos

Emulsiones

+

-

Preparación de las películas

Método de moldeado

Secado en estufa a

50°C (Qi-Q y Q) y 35°C (Qi-Q-A) Acondicionamiento

23°C y 60% HR/ 48 h

Propiedades físicas y químicas

Humedad (%)

Densidad (g/mL)

Viscocidad (Cp)

Turbidez (FTU)

pH

AOAC. Association of Official Analytical Chemists (1996)

3 repeticiones en triplicado

Q Qi-Q Qi-Q-A

Humedad (%)

Color (CieLab)

Actividad del agua

QQi-Q Qi-Q-A

1 2 3

4 5 6

7 8 9

Propiedades mecánicas

Espesor (mm)

Norma Chilena Oficial NCh1151.Of76. (1990).

Lloyd LR- 5K. Hampshire, Inglaterra

3 repeticiones en quintuplicado

3 cm

A (%) y ETR (Mpa)

Propiedades de barrera

Norma Chilena Oficial NCh2098.Of (2000) y ASTM DIN 3985 (1981)

3 repeticiones en sextuplicado

PVA (g X m-2X d-1

X Kpa-1 )

Pérdida de peso diaria (g)

1. 23ºC y 60% HR

2. 0-2ºC y 90% HR

PO (cm3×μm/m2×d×kPa )

23°C y 0% H.R

MS-2/20, Mocon Inc, EE.UU

Selección de mezclas Qi-Qα-A

(*) Letras distintas indican diferencias estadísticamente significativas (p‹0,05).

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Qα Qi-8:Qα2,9% A 3,8% A 4,7% A

Qi-8:Qα:A

b b

a

PV

A (

g X

m-2

Xd

-1X

kP

a-1

)

Películas

aa

Propiedades físicas y químicas

pH ≈ 3

SemipermeablePermeable Qα (control)

η T

Qα 1,5% p/v 0,1 Qi-8/Qα/2,9A0,1 Qi-8/Qα

aw = 0,38 aw = 0,29 aw = 0,58

SemipermeablePermeable Qα (control)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

QαPermeable Semipermeable

ET

R (

MP

a)

Películas

c

a

b

(*) Letras distintas indican diferencias estadísticamente significativas (p‹0,05).

Propiedades mecánicas: ETR

2,8 MPa

0,99 MPa

13,4 MPa

Propiedades estructurales: DRX

2 θ

Inte

nsid

ad

rela

tiv

a

10 20 30 40 50

19,4°

35,9° 39,6°

43,4°

47,3°

48,9°

Qα

Permeable

Semipermeable

Propiedades estructurales: SEM500X 2.000X 8.000X

MH

100 µm 10 µm 2 µm

MF

Qα

Per

mea

ble

S

emip

erm

eab

le

Aplicación de las películas sobre

berries y evaluación de su vida útil

Formación de una película en el contorno de

las frutillas

200 µm200 µm 200 µm

200 µm200 µm 200 µm

Día 0

Día 15

QαPermeable Semipermeable

442 a 692 µm

Día 0 Día 5 Día 10 Día 15

Control

Qα

Permeable

Semipermeable

Envases “ecofriendly”

Adaptado Ray & Okamoto2003

Adaptado Shi y cols., 2013

Efecto barrera de Nps en PC