Proteínas alimentarias de origen animal y vegetal: diferencias en las propiedades nutricionales y funcionales

Proteínas alimentarias de origen animal y vegetal: diferencias en las propiedades nutricionales y funcionales

Antecedentes: Los animales y las plantas son las principales fuentes de proteínas dietéticas y existen diferencias importantes en el tipo de proteína que proporcionan. Las diferencias incluyen la estructura molecular, el perfil de aminoácidos, la digestibilidad y la funcionalidad técnica de los alimentos, es decir, la capacidad de gelificar, emulsionar, unir agua, etc. Estas diferencias inherentes influyen en su biodisponibilidad desde una perspectiva de nutrición humana, así como en la calidad sensorial de los alimentos que contienen proteínas animales o vegetales. Estas diferencias fundamentales significan que diseñar alimentos de origen vegetal para imitar a los alimentos animales requiere mucho más que la simple sustitución de un ingrediente por otro. Alcance y enfoque: Examinamos algunos de los datos de funcionalidad tecnológica y nutricional de las proteínas alimentarias de origen animal y vegetal y analizamos la naturaleza y las implicaciones de las diferencias entre ellas. Hallazgos y conclusiones clave: Los alimentos de origen vegetal suelen proporcionar una nutrición proteica menos completa debido a una menor digestibilidad y deficiencias específicas de la fuente en aminoácidos esenciales, en comparación con las proteínas animales. Estas diferencias pueden no ser tan esenciales para los adultos como lo son para los bebés y los niños pequeños, debido a sus necesidades de desarrollo. Las proteínas vegetales pueden someterse a diversos procesos para acercar su funcionalidad a la de las proteínas animales (por ejemplo, hidrólisis para mejorar la solubilidad), pero algunos procesos que mejoran la funcionalidad también disminuyen la bioaccesibilidad o bioactividad de los aminoácidos, lo que genera consecuencias nutricionales negativas. Se requiere mucha más investigación e innovación para mejorar el potencial de las proteínas vegetales. A corto y mediano plazo, las sinergias nutricionales y funcionales entre las proteínas vegetales y animales pueden ofrecer un camino para crear alimentos nutritivos y atractivos.

introducción

Las proteínas en la dieta humana varían en características químicas, biológicas, funcionales y nutricionales según su origen, composición molecular y estructuras. La ingesta de proteínas en nuestra dieta proviene de alimentos completos (crudos, cocidos o procesados) o productos alimenticios formulados que contienen ingredientes proteicos fraccionados derivados de fuentes animales o vegetales. Se reconoce ampliamente que la proteína animal tiene una mayor calidad nutricional que la proteína vegetal. Esto alude a su composición de aminoácidos, digestibilidad y capacidad para transportar otros nutrientes importantes como el calcio y el hierro. Además, su funcionalidad tecnológica, como la gelificación, la emulsificación y la formación de espuma, que le da a los alimentos su atractiva textura y atributos sensoriales, se considera superior a la proteína vegetal (Kim, Wang y Selomulya, 2020). Las proteínas de origen animal, en particular las lácteas, son importantes para proporcionar una nutrición adecuada a los seres humanos, en particular a los bebés, para su desarrollo cognitivo. y el desarrollo físico. Numerosos informes y recomendaciones apoyan el uso de fuentes de proteína animal en productos de ayuda alimentaria (Allen y Dror, 2011). Las proteínas de origen vegetal han atraído un creciente interés. Los consumidores buscan cada vez más opciones de alimentos de origen vegetal, ya sea por razones de sostenibilidad, salud o éticas, y las empresas alimentarias están respondiendo con muchas alternativas nuevas de origen vegetal. Los primeros productos de proteína vegetal tenían características de textura y sabor diferentes en comparación con los productos de proteína animal. En general, las proteínas vegetales ofrecen valores nutricionales más bajos debido a una composición de aminoácidos desequilibrada (p. ej., falta de algunos aminoácidos esenciales (AAE), como la lisina) y una digestibilidad lenta o reducida debido a sus estructuras moleculares, por ejemplo. Sin embargo, siguen siendo una buena fuente de proteínas para los seres humanos y pueden contribuir a una dieta equilibrada. Las diferencias estructurales inherentes entre las proteínas animales y vegetales dificultan la sustitución directa en muchos productos, incluido un gran impacto en las propiedades sensoriales. Sin embargo, al descubrir más sobre las características de todos los tipos de proteínas, modificar sus atributos a través del procesamiento y maximizar su función, tenemos la capacidad de diseñar soluciones de proteínas vegetales cada vez más innovadoras que sean aceptables para el consumidor. El objetivo de este artículo es proporcionar información científica actualizada sobre las proteínas alimentarias de las principales fuentes animales y vegetales, centrándose en las diferencias en sus propiedades nutricionales y funcionales. Este conocimiento facilitará la exploración de fuentes emergentes de proteínas alimentarias y la mejora general de la funcionalidad nutricional y tecnológica de las proteínas alimentarias para todas las etapas de la vida humana.

Principales fuentes de proteínas alimentarias

Muchas de las proteínas más comúnmente disponibles y utilizadas de fuentes animales y vegetales se presentan en las figuras 1a y 1b. También se incluyen fuentes emergentes de proteínas alimentarias como insectos, pseudocereales (quinua y semillas de chía) y semillas de cáñamo. Los datos que se muestran como porcentajes son concentraciones de proteínas en recursos biológicos naturales (es decir, por peso húmedo), excepto para varios ingredientes de proteína en polvo (es decir, por peso seco). Estos valores se tomaron de las principales series de libros de enciclopedias (Caballero, Finglas y Toldr´ a, 2015; Dikeman y Devine, 2014; Fuquay, 2011; Melton, Varelis y Shahidi, 2018; Wrigley, Corke, Seetharaman y

Faubion, 2015). Tenga en cuenta que el contenido de proteínas de un alimento es solo una parte de su valor nutricional en una dieta. Las proteínas de los alimentos pueden tener diferentes composiciones de aminoácidos y digestibilidad (consulte la Sección 4).

Proteínas de origen animal

Las principales proteínas animales presentes en los alimentos para humanos (Fig. 1a) provienen de los lácteos, la carne, los mariscos y los huevos. Recientemente, las proteínas de los insectos están atrayendo un interés más amplio. Lácteos. La leche contiene entre un 3 y un 7 % de proteínas, según la especie animal. Por ejemplo, el contenido total de proteínas en la leche de consumo bovino es típicamente del 3,2 %, mientras que la de cabra y camello es de aproximadamente el 3 % y hasta el 7 % en la leche de oveja. Existen grandes variaciones debido a la genética animal, los sistemas de cultivo y la estacionalidad. Si bien los productos lácteos bovinos proporcionan la mayor parte del consumo mundial de proteínas lácteas, la producción de leche no bovina y su producción láctea están aumentando de manera constante en todo el mundo (Roy, Ye, Moughan y Singh, 2020). Las principales proteínas lácteas se dividen en dos grupos: caseínas y proteínas de suero en una proporción de alrededor del 80 %:20 % de las proteínas lácteas totales de vaca. Las caseínas, una familia de fosfoproteínas, son exclusivas de la leche y se encuentran en forma de micelas. Una de las funciones de las micelas de caseína es proporcionar proteínas, calcio y fosfato en altas concentraciones que de otro modo serían insolubles en agua, para proporcionar los nutrientes adecuados al neonato. La asociación entre los componentes minerales y proteicos también es responsable de las propiedades funcionales que se han explotado ampliamente para producir alimentos lácteos como yogures y quesos. Estas propiedades nutricionales y tecnológicas únicas de las caseínas son difíciles de reemplazar con proteínas vegetales. Con el avance de las tecnologías de procesamiento, casi la mitad de la leche producida a nivel mundial se convierte ahora en ingredientes de proteína láctea.

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