Hidrogeles de red interpenetrante a base de aislado de proteína de soja y sanxan: estructura, propiedades mecánicas y...

Área de la Ciencia:

• Ciencia y Tecnología de los Alimentos; Ciencia de los Materiales; Ingeniería de Biopolímeros

Sus antecedentes:

• Los hidrogeles de proteína de soja tienen limitaciones en propiedades mecánicas y estabilidad de congelación-descongelación.
• Estas limitaciones dificultan su uso en productos análogos de carne de origen vegetal.
• El desarrollo de estructuras de hidrogel mejoradas es esencial para el avance de las alternativas a la carne.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un hidrogel de red polimérica interpenetrante (IPN) utilizando aislado de proteína de soja (SPI) y sanxan.
• Investigar el impacto del sanxan en la estructura, las propiedades mecánicas y la estabilidad de congelación-descongelación de los hidrogeles de SPI.
• Optimizar la composición de SPI y sanxan para un rendimiento mejorado en aplicaciones de análogos de carne.

Principales métodos:

• Fabricación de hidrogeles IPN mediante la reticulación de SPI con transglutaminasa y sanxan con cationes.
• Caracterización de la estructura del hidrogel, incluidos los cambios en la estructura secundaria de SPI y las interacciones moleculares dominantes (enlaces disulfuro, interacciones hidrofóbicas).
• Evaluación de las propiedades mecánicas (módulo de Young), la estabilidad de congelación-descongelación (sinéresis), la temperatura de transición de fase, la movilidad del agua, la porosidad, el perfil de tensión-deformación y la viscoelasticidad.

Principales resultados:

• La adición de sanxan alteró la estructura secundaria de SPI y formó enlaces disulfuro e interacciones hidrofóbicas dentro de los geles compuestos.
• Los hidrogeles optimizados (10% SPI/0.6% sanxan) mostraron una reticulación superior (Q=49.92), un módulo de Young (20 kPa) y una estabilidad de congelación-descongelación (16.5% de sinéresis).
• Sanxan retrasó eficazmente la cristalización del agua, preservando las propiedades del hidrogel como la movilidad del agua y la viscoelasticidad después de los ciclos de congelación-descongelación, como lo indica una baja temperatura de transición de fase (-18.8 °C).

Conclusiones:

• El hidrogel IPN desarrollado mejora significativamente las propiedades mecánicas y la estabilidad de congelación-descongelación de los materiales a base de proteína de soja.
• Sanxan juega un papel clave en la mejora de la integridad estructural y la estabilidad al influir en las interacciones moleculares y retrasar la formación de cristales de hielo.
• Esta investigación ofrece una estrategia viable para producir análogos de carne de origen vegetal de alto rendimiento con textura y durabilidad mejoradas.