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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
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30-08-2017
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PROTEÍNAS
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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
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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
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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
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PROTEÍNAS
Nativo SDS-PAGE
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Quínoa
Alto contenido proteico (13 – 22%)
Albúminas
Globulina
pI = 4 – 4,5
-
Contenido
proteico
Cambios
estructurales
--- -
-
--
-
-
-
--
--
Alcalinización AP
Neutralización
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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
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0
20
40
60
80
mg
/ g
pro
tein
aAislado proteico de quínoa
Patron aa FAO
Comparación con la FAO
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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
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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
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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
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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
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Solubilidad de las Proteínas en la Harina de
Quínoa
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Capacidad de Retención de Agua de Aislados
Proteicos de Quínoa
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+
Complejos polielectrolíticos con Proteínas
de Quínoa para formar matrices
+
PL
P. De H
V. Der Waals
Iónicas
SS
I. hidrofóbicas
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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
+
-
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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
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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
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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)
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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
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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
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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)
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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
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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
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Propiedades estructurales: SEM500X 2.000X 8.000X
MH
100 µm 10 µm 2 µm
MF
Qα
Per
mea
ble
S
emip
erm
eab
le
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Aplicación de las películas sobre
berries y evaluación de su vida útil
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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
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Día 0 Día 5 Día 10 Día 15
Control
Qα
Permeable
Semipermeable
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Envases “ecofriendly”
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Adaptado Ray & Okamoto2003
Adaptado Shi y cols., 2013
Efecto barrera de Nps en PC
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