A comprehensive investigation on the properties of seaweed (Sargassum tenerrimum) protein isolates: Addressing the knowledge gap on drying methods
Este estudio demuestra que los aislados de proteína de la alga *Sargassum tenerrimum*, cuando se procesan mediante liofilización, secado al vacío o secado por pulverización, producen proteínas de alta calidad, seguras y bioactivas con propiedades estructurales y funcionales distintivas, donde el secado por pulverización ofrece capacidades de emulsificación y formación de espuma superiores, mientras que la liofilización preserva un mayor contenido fenólico.
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En un mundo donde se proyecta que la población humana alcanzará casi diez mil millones para mediados de siglo, la búsqueda de nuevas fuentes de alimentos de alta calidad se ha convertido en una necesidad urgente. Si bien los animales han proporcionado durante mucho tiempo la mayor parte de la proteína dietética, el costo ambiental de la cría de ganado está impulsando a los científicos a mirar hacia el océano en busca de alternativas. Las algas marinas, los vastos bosques del mar, son conocidas por ser ricas en minerales, fibras y vitaminas, pero su potencial como fuente primaria de proteína ha permanecido en gran medida sin explotar. El desafío radica en el hecho de que las algas son organismos complejos; sus células son resistentes y están llenas de compuestos que pueden interferir con la extracción de la proteína en su interior. Además, una vez extraída la proteína, esta debe secarse para ser almacenada y utilizada, pero el método utilizado para eliminar el agua puede alterar fundamentalmente la estructura de la proteína, su capacidad para mezclarse con otros ingredientes y su valor nutricional. Comprender cómo las diferentes técnicas de secado afectan a estas delicadas proteínas marinas es la clave para convertir las algas en una fuente de alimento viable y sostenible para el futuro.
Investigadores de la Universidad de Kerala de Estudios de Pesca y del Instituto Central de Tecnología de la Pesca en la India se propusieron resolver este rompecabezas específico utilizando una alga parda común conocida como Sargassum tenerrimum. Comenzaron cosechando el alga de las aguas costeras de la bahía de Palk, en el sur de la India, limpiándola y moliéndola hasta obtener un polvo fino. Utilizando un proceso químico que implica cambiar la acidez del agua para extraer la proteína de la materia vegetal, aislaron la proteína del resto del alga. Esto dio como resultado un extracto de proteína líquido, que luego dividieron en tres lotes. Cada lote fue secado mediante un método industrial diferente: uno fue congelado y secado bajo vacío para eliminar el hielo directamente, otro fue secado en una cámara de vacío a una temperatura moderada, y el tercero fue rociado en una corriente de aire caliente para secarse casi instantáneamente. El objetivo era ver qué método producía el mejor producto final en términos de contenido de proteína, seguridad y qué tan bien funcionaría el polvo en los alimentos.
Los resultados revelaron que los tres métodos produjeron con éxito un polvo rico en proteínas, pero la calidad variaba significamente dependiendo de cómo se eliminaba el agua. El polvo obtenido por secado por pulverización (spray-drying) contenía la mayor cantidad de proteína, aproximadamente un 66 por ciento, seguido de cerca por la muestra liofilizada con alrededor de un 65 por ciento, mientras que la muestra secada al vacío tuvo la menor cantidad, con poco menos del 50 por ciento. Es importante destacar que los investigadores analizaron los polvos en busca de metales pesados peligrosos como plomo, mercurio y cadmio, y no encontraron cantidades detectables, lo que confirma que el proceso de extracción purificó eficazmente el alga. Sin embargo, la elección del método de secado sí cambió la composición química del polvo. La muestra liofilizada retuvo la mayor cantidad de compuestos vegetales naturales llamados fenoles, conocidos por sus beneficios para la salud, mientras que el calor elevado del secado por pulverización redujo ligeramente estos compuestos. A pesar de esto, el polvo secado por pulverización mostró una fuerte capacidad para neutralizar radicales libres dañinos, lo que sugiere que aún poseía un poder antioxidante significativo.
Cuando los científicos examinaron la naturaleza física de los polvos, las diferencias se volvieron aún más distintivas. Bajo un microscopio potente, las partículas del secado por pulverización aparecieron como pequeñas esferas huecas, una forma formada por el secado rápido de gotas líquidas. En contraste, el polvo liofilizado tenía la apariencia de escamas encogidas similares a un panal de abejas, y la muestra secada al vacío consistía en trozos rotos y desmoronados. Estas diferencias estructurales importaban mucho cuando los investigadores probaron cómo se comportaban los polvos en agua y aceite. El polvo liofilizado se disolvió mejor en agua, especialmente cuando el agua era ligeramente alcalina, lo que lo convierte en la opción más versátil para crear mezclas suaves. También formó las emulsiones más estables, lo que significa que podía mantener el aceite y el agua unidos de manera efectiva, un rasgo crucial para la elaboración de aderezos o alimentos cremosos. El polvo secado por pulverización, aunque ligeramente menos soluble, destacó en la creación de espuma, expandiéndose significativamente al ser batido, lo que podría ser útil para texturas de alimentos ligeras y aireadas.
El estudio concluyó que, si bien la liofilización preservó las propiedades estructurales y funcionales más delicadas del alga, convirtiéndola en la opción superior para aplicaciones alimentarias de alta calidad, el secado por pulverización ofrecía una alternativa atractiva. El método de secado por pulverización produjo un polvo con un alto contenido de proteína y excelentes capacidades de formación de espuma, y se considera un método adecuado para la producción comercial debido a sus características operativas. Los investigadores descubrieron que el proceso de secado no destruyó la estructura central de la proteína ni su capacidad para combatir bacterias, ya que los polvos mostraron una fuerte actividad contra patógenos comunes transmitidos por los alimentos. En última instancia, este trabajo demuestra que la proteína de alga es un recurso seguro y potente, y que la elección del método de secado permite a los fabricantes de alimentos adaptar el producto final a necesidades específicas, ya sea la máxima retención nutricional o la producción eficiente a gran escala.
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